Похожие
Текст
по ХИМИ
WELDWORLD.RU
Составители;
П. И. Воскресенский, К. Я. Парменов,
Л, А. Цветков, Д, А, Эпштейн,
Рецензенты:
Члеи-коррйСпОйцент Академии педагогических наук СССР
Заслу-кенныи читель школы РСФСР П А. Глориозов,
кандидат химических наук М. С. Стаханова.
Справочник по химии. Для учащихся сред, школы.
С 74 М., «Просвещение», 1970.
352 с. с илл.
Изучая химию, школьники убеждаются, что курс ее очень обши-
рен и включает много разнообразных сведений. Их трудно запомнить»
но это и не нужно: по всем разделам химии есть многочисленная
справочная литература. Специально для учащихся выпускается «Спра-
вочник по химии», который объединяет сведения но общей, неоргани-
ческой. органической химии, химическим производствам, технике ла-
бораторных работ и химическим профессиям.
6—6
247-70
54(083)
К УЧАЩИМСЯ
При изучении химии вы знакомитесь с большим чис-
лом вешеств, узнаете их физические и химические свой-
ства, способы получения, практическое значение. Коли-
чество сведений, которое вы получаете по химии, может
показаться чрезмерным. Между тем без знания их нельзя
усвоить основные понятия и законы химии, проникнуть
в тайны природы, практически использовать достижения
химии. Однако нет надобности всегда держать в голове
весь изученный фактический материал. Любой химик,
где бы он ни работал, пользуется разнообразными спра-
вочниками для получения необходимых ему сведений о
веществах.
Учитесь пользоваться справочниками. В дальнейшем,
после окончания школы, вы не сможете без них успеш-
но трудиться и учиться. Приучайтесь уже в школе ра-
ботать рационально!
Книга составлена специально для учащихся средних
школ. Чтобы найти нужные вам сведения, обратитесь к
указателю, помещенному в конце книги, или к оглавле-
нию, в котором перечислены все таблицы. Разумеется,
предварительно нужно подумать, в каком разделе мо-
жет находиться данная таблица.
3
Кроме важнейших справочных таблиц, в которых мож-
но получить сведения о свойствах веществ, в справочнике
содержатся краткие сведения о посуде, применяемой
при химических работах, и о приемах проведения тех
или иных операций. Это то, что Д. И. Менделеев назы-
вал «мастерством предмета» и что в настоящее время назы-
вается «техникой лабораторных работ».
Эта книга содержит лишь небольшое количество дан-
ных. Если вам понадобится более подробный материал,
обращайтесь к справочникам, перечисленным на страни-
це 350 этой книги.
Посылайте ваши пожелания об улучшении справоч-
ника по адресу: Москва, И-18, 3-й проезд Марьиной ро-
щи, д. 41, издательство «Просвещение».
ОБЩАЯ ХИМИЯ
Таблица химических элементов
В таблице элементы расположены по алфавиту. Атом-
ные веса даны по химической шкале, в основе которой ле-
жит значение 16 для природного кислорода, и по новой
шкале со значением 12 для массы атома изотопа угле-
рода |2С. ______ _______________ ______
Название элемента Хими- ческий знак Поряд- ковый номер Атомный вес Распростра- ненность в природе* в весовых % (кларках ')
но кислород- ной шкале по углерод- ной шкале
Азот N 7 14,0080 14,0067 0,04
Актиний . . . Ас 89 227 227 6,1.10'“
Алюминий . . А1 13 26,98 26,9815 7,45
Америций . . Ат 95 (243) (243) —-
Аргон .... Аг 18 39,944 39,948 4.10-4
Астат .... At 85 (210) (210) 3.10-“
Барий .... Ба 56 137,36 137,34 0,05
Бериллий . . Бе 4 9,013 9,0122 4.10-4
Берклий . . . Бк 97 (247) (247) —
Бор В 5 10,82 10,811 0,005
Бром .... Вг 35 79,916 79,909 0,001
Ванадий . . . V 23 50 95 50,942 0,02
1 Включается атмосфера гидросфера и земная кора на глубину
16 км.
* Распространенность элементов обычно выражают в весовых
процентах, или кларках (термин введен в науку академиком
А. Ё Ферсманом в .честь американского ученого Кларка).
S
Продолжение
Название элемента Хими- ческий знак Поряд- новый номер Атомный вес Распростра- ценность в природе в вееовых % (кларках)
по кислород- ной шкале по углерод- ной шкале
Висмут . . Bi 83
Водород . . Н 1
Вольфрам . . W 74
Гадолиний . . Gd 64
Галлий . . Ga 31
Гафний . . Hf 72
Гелий . . . Не 2
Германий Ge 32
Гольмий . . Но 67
Диспрозий . Dy 66
Европий . . Eu 63
Железо . . Fe 26
Золото . . . Au 79
Индий . . . In 49
Иод .... I 53
Иридий . . Ir 77
Иттербий Yb 70
Иттрий . . Y 39
Кадмий . . Cd 48
Калий . . . К 19
Калифорний Cf 98
КайьцИй . . Ca 20
Кислород 0 8
Кобальт . . Co 27
Кремний . . Si 14
криптой . . kt 36
Ксенон . . Xe 54
Кюрий . . . Cm 96
Лантан . . . La 57
•Литий . . > M 3
Лоуренсий . Lw 103
Лютеций . . Lu 71
Магний . . Mg 12
Марганец . . Mn. 25
Медь > > » Cu 29
209,00 208,980 1.10-»
1,0080 1,00797 1,00
183,86 183,85 7.10’3
157,26 157,25 7,5-10-«
69,72 69,72 * 1. IO"4
178,50 178,49 4-10’*
4,003 4,0026 110’’
72,60 72,59 4.10-*
164,94 164,930 1.10”*
162,51 162,50 7,5-10’*
152,0 151,96 2-10"’
55,85 55,847 4,20
-197,0 196,967 5-10"’
114,82 114,82 I.IO"8
126,91 126,9044 M0-*
192,2 192,2 ' 1.10"’
173,04 173,04 8-10-*
88,92 88,905 5-10-’
112,41 39,100 112,40 39,102 5-10-* 2,35
(249) (249) —•
40,08 40,08 3,25
16 15,9994 49,13
58,94 58,9332 0,002
28,09 28,086 26,0
83,80 83,80 2-10-8
131,30 131,30 3.10-»
(247) (247)
138,92 138,91 6,5-10**
6,940 6,939 0,005
(257) 174,99 174(97 1,7-10-*
24,32 24.312 2,35
54,94 54,9381 0,10
63,54 63,54 0,01
5 - ha Продолжение
! * Название u‘ элемента X ими- ческий знак Поряд KOBblf номер Атомный нес Рэспроетра- ненность в природе в весовых % (иларках•
по кислород- ной шкале I по углерод- ной шкале
i Менделевий Молибден . . 1 Мышьяк . . . И Натрий . . . Г Неодим . . . 1 Неон . . . . L Нептуний . . Г Никель . . . | Ниобий , . . I Нобелий . . . I Олово .... | Осмий .... Палладий . . р Платина . . I Плутоний . . 1 Полоний . . . I Празеодим . . 1 П рометий . . I Протактиний . w Радий .... Радон .... I Рений .... L Родий .... 1 Ртуть .... 1 Рубидий . . . I Рутений . . . 1 Самарий . . . I Свинец . . . Г Селен .... ) Сера .... 1 Серебро . . . Скандий . . . Стронций . . Сурьма . . . 1 Таллий . . . Md Мо Ая Na Nd Ne Np Ni Nb‘ No Sn Os Pd Pt Pu Po Pr Pm Pa Ra Rn Re Ro Hg Rh Rti Sm Pb Se S Ag Sc Sr Sb Ti 1 101 42 33 11 60 10 93 28 41 102 50 76 46. 78 94 84 59 61 91 88 86 75 45 80 37 44 62 82 34 16 47 21 38 51 81 (256) 95,95 74,91 22,991 144,27 20,183 (237) 58,71 ’ 92,91 (255) 118.70 190,2 106,4 195,09 (242) (210) 140,92 (147) (231) (226) (222) 186,22 102,91 200,61 85,48 101,1 150,35 207 21 78,96 32,066 107,880 44,96 87,63 121.76 204,39 (256) 95,94 74,9216 22,9898 144,24 20,183 (237) 58,71 92,906 (255) 118,69 190,2 106,4 195,09 (242) (210) 140,907 (147) (231) (226) (222) 186,2 102,905 200,59 85.47 101.07 150,35 207.19 78,96 32,064 107,870 44,956 87,62 121,75 204,37 0,001 5.10-* 2,40 1,7-10-’ 5.10“’ 4.10-1’ 0,02 3,2.10’’ 0,008 5-10-’ 5-10-’ 2.10-’ 2-Ю-10 5.10*1* 4,5.10-* 7.10-11 2.10*1П 6,2.10*1* 1.10-’ 1-10-’ 5.10-’ 0,003 5.10-’ 7.10-* 0,0016 8-10-’ 0,10 1 - 10-е 6.10-* 0,035 5-10-’ 1.10*’
Продолжение
Название элемента Хими- ческий знак Поряд- ковый номер Атомный вес Распростра- ненность в природе в весовых % (кларках)
□о кислород- ной шкале цо углерод- ной шкале
Тантал . . . Теллур . • • Тербий . • • Технеций . . Титан .... Торий . . . Тулий . . . Та Те ТЬ Тс Ti Th Tu 73 52 65 43 22 90 69 R 180,95 127,61 158,93 (97) 47,90 232,05 168,94 12 011 180,948 127,60 158,924 (99) 47,90 232,038 168,934 12,01115 2,4. IO"5 1-10-» 1.10-* 0,61 0,001 1-10-* 0,35
Углерод . . . и 92 238',07 238,03 4.10-*
У ран • • • • Фермий . . . Фосфор ... Франций . . Fm Р Ft 100 15 87 9 17 24 55 58 30 40 99 68 (253) ' 30,975 (223) 19 00 (253) 30,9738 (223) 18,9984 0,12 1,3-ю-2* 0,08
Фтор . . . . Хлор . . . . Хром . . . . Цезий . . . Церий . . . . Цинк . . . . Цирконий . . Эйнштейний . Эрбий . . . . Cl Ст Cs Се Zn Zr Ез Er 35,457 52,01 132,91 140,13 65,38 91,22 (254) 167,27 35,453 51,996 132,905 140,12 65,37 91,22 (254) 167,26 0,20 0,03 0,001 2,9-10-3 0,02 0,025 6,5.10-1
Содержание элементов во вселенной
(приближенный состав)
Атомный номер Елемент Состав вселенной, вес. %
1 2 Остальные элементы н Не 75 24 1
Выдающиеся химики мира
Даты жизни Страна Важнейшие работы и от- крытия в области химии
Авогадро Амедео 1776-1856 Италия Закон Авогадро (см. стр. 43)
Аррениус Сванте 1859—1927 Швеция Теория электролити- ческой диссоциации
Бах Алексей Николаевич 1857—1946 СССР Теория перекисных соединений. Фермента- тивная химия
Бекетов Ни- колай Нико- лаевич 1827—1911 Россия Ряд активности ме- таллов. Основы алю- минотермии
Бертло Мар- селей 1827—1907 Франция Синтезы органических соединений
Бертолле Клод Луи 1748—1822 Франция Условия течения хи- мических реакций. Ис- следования газов. Бер- толетова соль
Берцелиус Иене Якоб 1779—1848 Швеция Определение атом- ных весов элементов. Введение буквенных обозначений для хими- ческих элементов
Блэк Джо- зеф 1728—1799 Англия Открытие двуокиси углерода
9
8
Продолжение
Даты жизни Страна важнейшие работы и от- крытия в области химии
Бойль Роберт 1627-1691 Англия Установление поня- тия о химическом эле- менте. Зависимость объемов газов от дав- леная
Бор Нильс 1885-1962 Дания Теория строения ато- ма
Бородин Александр Порфирьевич 1833—1887 Россия Работы в области ор- ганической химии (бро- нирование кислот)
~ Браунер Богуслав 1855—1935 Чехосло- вакия У к ре иле ние пе риоди- ческого закона, иссле- дование элементов ред- ких земель
Буссенго Жан Батист 1802—1887 Франция Работы в области аг- рономической химии; один из ее основателей
Бутлеров Александр Михайлович 1828—1886 Россия Структурная теория химического строения органических соединений
Йант-Гофф Якоб Геидрик 1852-1911 Голландия Исследование раство- ров; один из основа- телей физической химии и стереохимии
Продолжений
Даты жизни Страна Важнейшие работы и от- крытия в области химии
Вёлер Фрид-
рих Вернадский Владимир Ива- 1800—1882 Германия Первый -синтез орга- нического вещества из неорганического. Выде- ление алюминия
нович Виноградов Александр 1863—1945 СССР Создание новых на- правлений в науке о Земле — геохимии и биогеохимии
Павлович Виноград- ский Сергей 1895 СССР Работы по геохимии; распределение химиче- ских элементов в зем- ной коре
Николаевич Воскресен- ский Александр 1856—1953 СССР Работы по микробио- логии почвы; открытие азотусваивающих бак- терий
Абрамович 1809—1880 Россия Работы в области ор- ганической химии: ус- тановление формулы нафталина, состава хин-
Вюрц Шарль 1817—1884 ной кислоты, открытие хинона, теобромина
Адольф Франция Реакция Вюрца: син- тез углеводородов дей- ствием натрия на их галогенонроизводные
11
у Продолжение
Даты жизни Стр ана Важнейшие работы и от- крытия в области химии
Габер Фриц 1868—1934 Германия Синтез аммиака
Гей-Люссак Жозеф 1778—1850 Франция Газовые законы; ис- следование бескисло- родных кислот; тех- нология серной кислоты Открытие основного
Гесс Герман Иванович 1802—1850 Россия
Дальтон Джон 1766-1844 Англия закона термохимии. Разработка русской химической номенкла- туры. Анализ минералов Закон кратных отно-
Деви Гемфри 1778—1829 Англия шений. Введение хими- ческих знаков и фор- мул. Обоснование атом- ной теории Выделение электро-
Жолио-Кюри Ирен 1897—1956 Франция лизом щелочных и ще- лочноземельных ме- таллов К, Na, Mg, Ga, Sr, Ba. Доказательст- во элементарности хло- ра; водородная теория кислот Открытие явления ис-
Ж олио-Кюри Фредерик 1900—1958 Франция кусственной радиоак- тивности. В работах принимал участие Фре- дерик Жолио-Кюри Искусственная ра- диоактивность. Пер-
вый атомный котел во Франции
12
Продолжении
i Даты жизни Страна Важнейшие работы и от- крытия в области химии
Зелинский Николай Дми- триевич 1861-1953 СССР Работы по катализу,
Зинив Нико- лай Николае- вич 1812—1880 Россия синтетическому каучуку и моторному топливу. Первый противогаз Изучение нитросое-
Каблуков Иван Алексе- евич 1857—1942 СССР динений; реакция вос- становления нитробен- зола в анилин — основ- ной полупродукт анили- нокрасочиой промыш- ленности Исследования в обла-
Кавендиш Генри 1731—1810 Англия сти электропроводв ости растворов, термохимии и других вопросов фи- зической химии Открытие водорода.
Канниццаро Станислао 1826—1910 Италия Синтез окислов азота. Установление состава воды Точная формуляров-
ка основных понятий химии: атом, молекула, эквивалент. Установ- ление правильных атом- ных весов некоторых элементов
13
Продолжение
Даты жизни Страна Ваншой^ие работы и от- крыти^! в области химии
Клаус Карл 1 Исследование плати- новых элементов. От- крытие рутения
Карлович Курваков Николай Се- 1796—1864 Россия
меиович Кучеров Ми- хаил Григорье- 1860—1941 СССР Создание важного раздела химии — физи- ко-химического анализа и разработка его при- менительно к техно- логии получения солей, удобрений и цветных металлов
ВИЧ 1850—1911 Россия Реакция Кучерова: присоединение воды к углеводородам ацети- ленового ряда в при- сутствии ртутных солей
Кюри Пьер Кюри-Скло- 1859—1906 Франция Открытие пьезоэлек- тричества. Работы по исследованию радиоак- тивности
довская Мария Лавуазье Ан- 1867—1934 Франция, родина Польша Открытие полония и радия; изучение свойств радиоактивных ве- ществ Выделение ме- таллического радия
туаи Лоран 1743-1794 Франция Основание научной химии, установление кислородной тео , ии го- рения, природы воды.
14
П родолжение
— -V- Латы жизни Страна Важнейшие работы и от- крытия в области химии
f Лебедев Сер- Создание учебника хи- мии на основе новых взглядов
гей Васильевич Ле Шателье 1874-1934 СССР Разработка метода получения искусствен- ного каучука из спир- та (полимеризацией ди- винила в каучукооб- разный продукт)
Луи Анри 1850-1936 Франция Общий закон смеще- ния равновесия в зави- симости от внешних условий (принцип Ле Шателье)
Либих Юстус Ловиц Товий 1803—1873 Германия Открытие явления изомерии. Химическая теория брожения. Ра- боты в области агро- химии: теория мине- рального питания рас- тений
Егорович Ломоносов Михаил Ва- 1757—1804 Россия Открытие адсорбци- онных свойств угля ле- дяной уксусной кисло- ты, охлаждающих сме- сей, выделение глюкозы из меда и другие работы
сильевич 1711—1765 Россия Закон сохранения массы веществ. Приме- нение количественных методов в химии, раз-
15
'родолжение
Даты жизни Страна Важнейшее работы и от- крытия в области химии
витие основных положе- ний кинетической тео- рии газов. Основание первой/ русской хими- ческой1 лаборатории. Составление руковод- ства ! по металлургии и горному делу. Созда- ние мозаичного произ- водства
Марковников Владимир Ва- сильевич 1838—1904 Россия Правило Марковни- кова по реакциям за- мещения , отще пл ения и присоединения в орга- нических соединениях
Менделеев Дмитрий Ива- нович 1834—1907 Россия Периодический закон и периодическая систе- ма химических эле- ментов (1869). Гидрат- ная теория растворов. Создание учебИика «Ос- новы химии». Ис- следование газов, от- крытие критической температуры и др.
Муассан Анри 1852—1907 Франция Получение фтора в свободном виде. Изо- бретение электрической печи накаливания; полу- чение карбидов
16
Продолжение
Даты жизни Страна Важнейшие работы и от- крытия в области химии
Оствальд Изучение электропро- водности водных рас- творов. Работы в обла- сти физической химии, обобщившие идеи Ар- рениуса и Вант-Гоффа
Вильгельм Парацельс Филино Ауреол Теофраст Бом- баст фон Го- 1853-1932 Германия
геягейм Перкин 1493—1541 Германия Основание медицин- ской химии (ятрохимии)
Уильям Генри Писаржев- ский Лев Бла- 1838—1907 Англия Получение мовеина — одного из первых орга- нических красителей
димирович Пристли 1874—1938 СССР Изучение перекисей. Работы но электронной теории химии
Джозеф Прянишни- ков Дмитрий 1733—1804 Англия Открытие и исследо- вание кислорода, хло- ристого водорода, ам- миака, окиси углерода, окиси азота и других газов
Николаевич 1865—1948 СССР Исследования в об- ласти агрохимии: во- просы азотного и фос- форного питания рас- тений и обмена веществ в них
п
'родолжение
Даты жизнв Страна Важнейшие работы и от- крытия области химии
Рамзай
Уильям Резерфорд 1852—1916 Англия Открытие группы инертцкх газов
Эрнест 1871—1937 Англия Планета ряая теория строения атома. Дока- зательство самопроиз- вольного радиоактив- ного распада с выделе- нием а-, р- и у-лучей
Семенов Ни-
кол ай Нико-
лаевич 1896 СССР Разработка теории цепных реакций, явле- ний горения и взрывов
Содди Фре- 1877-1956
дерик Англия Теория радиоактив- ного распада и превра- щения элементов. Пра- вило смещения (пра- вило Содди и Фаянса)
Фаворский
Алексей Евгра-
фович 1860—1945 СССР Исследование изо- мерных превращений углеводородов. Иссле- дование изопрена
Фарадей 1791-1867
Майкл Англия Получение сжижен- ных газов. Открытие бензола, бутилена. От- крытие электромагнит- ной индукции и зако- нов электролиза
18
Продолжений
'l Даты жизни Страна Важнейшие работы и от- крытия в области химии
Ферми
Энрико Ферсман Александр 1901—1954 Италия, в 1939 г. эмигриро- вал в США Впервые на практике осуществлена ядерная цепная реакция. Пер- вый атомный реактор. Экспериментальные и теоретические откры- тия в области нейтрон- ной физики
Евгеньевич 1883—1945 СССР Работы по геохимии. Исследование место- рождения полезных ис- копаемых Кольского по- луострова и Средней Азии
Фишер Эмиль Хлопни Ви- талий Григорь- 1852—1919 Германия Исследования саха- ров, ферментов, процес- сов брожения, строения белков и путей их син- теза
евмч Чугаев Лев 1890—1950 СССР Исследования по хи- мии платины соедине- ний металлов платино- вой группы, а также радиоактивных эле- ментов
Александрович 1873—1922 СССР Исследования терпе- нов, камфары, комп- лексных соединений. Ра- боты в области анали- тической химии органи- ческих соединений
19
'родолжение
Даты жизни Страна Важнейшее работы и от- крытия р области химии
Шеврель Ми- шель 1786—1889 Франция Исследование жиров.
Шееле Карл Вильгельм 1742—1786 Швеция Открытие масляной, олеиновой, стеариновой, капроновой и других кислот Открытие кислорода,
Шенбейв X ристиан Фридрих 1 1799—1868 Германия марганца в пиролюзи- те. Получение синиль- ной кислоты, глицери- на, щавелевой кислоты; исследование сероводо- рода Открытие озона, пи-
Шорлеммер Карл 1834-1892 Германия роксилина, коллодия Исследования пре-
Эйнштейн Альберт 1879—1955 Германия, дельных углеводородов, продуктов перегонки нефти и каменного уг- ля Квантовая теория све-
Якоби Борис Семенович 1801—1874 в 1933 г. эмигриро- вал в США Россия та. Теория относитель- ности и следствие из нее — взаимосвязь мас- сы и энергии Открытие. гальвано-
пластики и внедрение ее в практику типограф- ского и монетного дела
20
Хронология открытия химических элементов
Название элемента Значение слова Время открытия Кем от- крыт эле- мент Каким мето- дом или в связи с каким исследованием
русское международ- ное
Медь Cuprum От латин- ского назва- ния острова Кипра, бо- гатого ме- дью Эти элемен- ты от- крыты в разное время в Эле- менты открыты разными народа- ми и ча-
Золото Aurum Утренняя заря (лат.) глубо- кой дре- сто не- зависи-
Серебро Олово Свинец Железо Ртуть Сера Углерод Argentum Stannum Plumbum Ferrum Hydrargy- rum Sulfur Carboneum Светлый, белый (лат.) Стойкий (грея.) Звукопод- ражание «пломб» (лат.) Крепость (лат.) Жидкое серебро (лат.) Светло- желтый (лат.) От латин- ского назва- ния угля вности. Точных дат ус- тановить невоз- можно. Время откры- тия — 6—2 тыс. лет до н. э. Сера, углерод, цинк, сурьма и мышьяк известны МО друг от друга
Цинк Zincum Белый на- лет (лат.) с глубо- кой древ- Марк- граф
Сурьма Мышьяк Stibium Arsenicum Метка (лат.) Сильный (греч.). Яд для мышей (русск.) кости Василий Вален- тин
21
Цродолясение
Название элемента Значение слова Время открытия Кем от- крыт эле- мент Каким мето- дом или в связи с каким исследованием
русское международ- ное
уу' Висмут Кобальт м Никель \ / Фосфор Водород Кисло- V род Азот , Хлор Bismuthum Cobaltum Niccolum Phosphorus Hydroge- nium Oxygenium Nitrogeni- um Chlorum Белое ве- щество (нем.) От сканд. названия злых духов Негодный (нем.) Г Светонос- ный (греч.) Рождаю- щий воду (лат.) Рождаю- щий кисло- ту (лат.) Порожда- ющий се- литру (греч.). Нежизнен- ный (лат.) Желто-зе- леный (греч.) 1529 1735 1751 1669 Первая половина XVI в. 1771 1772 1774 Агрико- ла. Клап- рот (вы- делил) Георг Г. Брандт А. Кроп- штедт, Рихтер выделил чистый никель в 1804 г. Г. Бранд Г. Па- рацельс К. Ше- еле, вы- делил Пристли в 1774 г. Д. Ре- зерфорд К. Шееле Элементы открыты в связи с ра- ботами по вопросам горения
22
Продолжение
Назван! русское ie элемента международ- ное Значение слова Время открытия Кем от- крыт эле- мент Каким мето- дом или в связи с каким исследованием
» , X ром \ / 5 Марта- J иец ». / Воль- 'J фрам •> Молиб- ден У ран \ / Теллур V 1 Селен Ниобий - Chromium Manganum Wolfram Molybdae- num Uranium Tellurium Selenium Niobium Краска (греч.) От грече- ского назва- ния пиролю- зита Волчья цена (нем.) Черный минерал (греч.) От назва- ния плане- ты Уран От латин- ского назва- ния Земли От греческо- го названия Луны Ниобея — дочь Танта- ла (греч. ми- фология) 1797 1774 1774 1781 1783— 1784 1781 1789 1782 1817 1301, 1844 Н. Вок- лен, Клапрот К. Ше- еле, И. Г. Ган К. Ше- еле, братья д‘ Эль- гуар П.Гьельм М. Кла- порт, Е. Пели- го выде- лил в чи- стом виде в 1841 г. Мюллер Берцели- ус Н. Гэт- чет, Г. Розе Открыты в результа- те поисков нового руд- ного сырья для разви- вающейся металлурги- ческой про- мышленно- сти В итоге исследова- ния осадков свинцовых камер сер- нокислотно- го произ- водства Открытия были сдела* пы благода-
23
Продолжение
Название элемента Значение слова РрРМЯ открытия Кем от- крыт эле- мент Каким мето* дом или в связи с каким исследованием
русское международ- ное
Торий Thorium От имени Тора—боже- ства сканди- навской ми- фологии 1828 И. Берце- лиус ных свойств вновь от* крытых ме- таллов на- трия и ка-
•, < Кремний V Silicium От латин- ского назва- ния кремня 1811 ЯС. Гей- Люссак. Л. Генйр ЛИЯ '
X / Еерил- ЛИЙ Beryllium Сладкий (греч.) 1797 Н. Вок- лен
\ Цирко- * ний Zirconium Золотис- тый(арабск.) 1824 И. Берце- лиус
\ Л man Ч Titanium От имени героя грече- ской мифо- логии Тита- на 1789 М. Гре- гор
/Алюми- V НИЙ Aluminium Квасцы (лат.) 1827 Ф. Ве- лер
X/ Фтор Fluorum Разруша- ющий (греч.) 1886 А. Муас- сан
4/ Цезий Cesium По голу- бым линиям в спектре 1860 Р. Бун- вея Методом спектраль- ного анали-
\ / Рубидий Rubidium По крас- ным линиям в спектре 1861 Р. Бун- зен за
' J Таллий Thallium По зеле- ным линиям в спектре 1861 В. Крукс
, Индий Indium По синим (индиговым) спектраль- ным линиям 1863 Ф. Рейх и В. Рих- тер
26
4 Продолжения
Название элемента | Значение слова Время открытия Кем от- крыт эле- мент Каким мето- дом или в связи с каким исследованием
. русское международ- ное
‘I -J Лантан Церий Иттрий Lanthanum Cerium Yttrium Спрятан- ный (греч.) От имени планеты Це- реры Местеч- ко Иттерби (Швеция) 1839 1814 1794 К. Мо- зандер И. Бер- целиус И. Гадо- лин В резуль- тате начала работ по исследова- нию редких минералов
V У V V V Тербий Галлий Скандий Германий Аргон Гелий Terbium Gallium Scandium Germanium Argon Helium Вторая половина слова Ит- терби От древ- него назва- ния Фран- ции От назва- ния Скан- динавии От назва- ния Герма- нии Ленивый (греч.) Солнеч- ный (греч.) 1834 1875 1879 1886 1894 1868 1895 К. Мо- зандер Лекок де Буабод- ран Л. Ниль- сон К. Винк- лер В. Рам- зай, Д. Релей Ж. Жан- сен, Франк- ланд(на Солнце), Рамзай i (на Зем-1 ле) Элементы были пред- сказаны Д. И. Мен- делеевым: эка-алю- миний, эка- бор и эка- силиций Методом спектраль- ного анали- за и при- менения пе- риодическо- го закона
27
Продолжение
Название элем ента Значение слова Время открытия Кем от- крыт еле- мент Каким мето- дом или в связи с каким исследованием
русское международ- ное
Криптон ' J Krypton Скрытый (греч.) 1898 В. Рам- зай и М. Тра- верс
ч Неон Neon Новый (греч.) 1898 В. Рам- зай и М. Тра- верс
, Ксенон Xenon Чуждый (греч.) 1898 В. Рам- зай и М. Тра-
\ Г а до ли- ХУ НИЙ Gadolinium В честь химика Га- долина 1880 Ж. Ма- риньяк Открытие новых эле- ментов обу-
Самарий Samarium 01 назва- ния минера- ла самар- скита 1879 Лекок де Буабод- ран словлено исследова- нием редко- земельных минералов. Изучение
1 . Европий м Europium От назва- ния матери- ка Европа 1901 Е. Де- марсей началось в XVIII в.
'Ч Празео- Praseody- Зеленый 1885 К. Ауэр В изучении
ДИМ mi urn ДВОЙНИК фон их прини-
(греч.) 1885 Вельс- бах мал боль- шое участие
' Неодим Neodymi- Новый К. Ауэр химик Богу-
/ urn близнец (греч.) фон Вельс- бах слав Брау- нер. Работа по выделе- .
Эрбий Erbium От мес- течка Ит- терби 1834 К. Мо- зандер нию элемен- тов была со- пряжена с
у j Иттербий Ytterbium То же 1879 Ж. Ма- риньяк большими трудности-
28
Продолжение
Название элемента Значение слова Время открытия 'Кем от- крыт эле- мент Каким мето- дом или в связи с каким исследованием
русское международ- ное
Лютеций Тулий Гольмий Диспро- зий Полоний Радий Актиний Протак- тиний Радон Гафний Ренци Lutetium Thulium Holmium Dysprosium Polonium Radium Actinium Protactini- um Radon Hafnium Rhenium От древ- него назва- ния Парижа От древ- него назва- ния Норве- гии От латин- ского назва- ния Сток- гольма Труднодо- ступный (греч.) От латин- ского назва- ния Польши Лучистый Луч (греч.) Предшест- вующий ак- тинию Происхо- дящий от радия От древ- него назва- ния Копен- гагена От назва- ния Рейн- ской про- винции 1907 1879 1879 1886 1898 1898 1899 1917 1900 1923 1925 К. Ауэр фон Вельс- бах П. Клеве П. Клеве Лекок де Буа- бодран М. и П. Кюри М. и П. Кюри А. Дебь- ерн О. Ган и Л. Мейт- нер Э. Резер- форд Д. Ко- стер и Г. Хе- веши В. и И. Нод- дак ми в силу особенности строения их атомов Элементы открыты по- сле обнару- жения Бек- керелем яв- лений ра- диоактивно- сти и тща- тельных поисков ра- диоактив- ных эле- ментов Элементы были откры- ты в итоге
29
Продолжение
,|J ) 11 Hipumwi У"*- Название элемента Значение слона Время открытия Кем от- крыт эле- мент Каким мето- дом или в связи с каким исследованием
русское международ- ное
/ Техне- .J ций ^уАстат 4 * П роме- \J тай ! Франций i Непту- ' НИЙ f Плуто- м ний ; Амери- ЦИЙ / Кюрий yjБерклий Technetium Astat Promethi- um Francium Neptuni- um Plutonium Americium Curium Berkelium Искусст- венный Нестойкий От имени героя гре- ческой ми- фологии П рометея От назва- ния Фран- ции От плане- ты Нептун От плане- ты Плутои От назва- ния Аме- рики В честь М. и П. Кю- ри По городу- Беркли 1937 1940 1946 • 1939 1940 1940 1945 1944 1949 Э. Сегре и К. Пе- . рье Э. Серге, Д. Кор- сен, К. Ма- кензи Д. Ма- ринский, Л. Гл ви- дении М. Пере Э Мак- миллан, Ф ' Абе- льсон Г. Сиборг и его со- трудники Г Сиборг и его со- трудники Г. Сиборг и его со- трудники С- Томи-! сон, Г Сиборг, А Гиор- со тщательных поисков «не- достающих» элементов в периодиче- ской систе- ме. Тс Aty Pm в Fr по- лучены при применении ядерных реакций Получены искусствен- но при изу- чении ядер- вых реак- ций
30
Продолжение
Название элемента Значение слова Время открытия Кем от- крыт эле- мент Каким мето- дом или в связи с каким исследованием
русское международ- ное
/Кали- форний Эйнштей- ' НИЙ Фермий Менделе- вий (Нобе- лий) (Название оспарива- ется, гак как не под- твердилось открытие элемента Нобелев- ским инсти- тутом фи- зики) Лоурен- сии Курча ТОВИЙ CalLornium Einstei- nium Fermium Mendeie- evium (Nobelium) По штату Калифорния (США) В честь А. Эйнштей- на В честь Э. Ферми В честь Д. И. Мен- делеева В честь Э. Лоуренса В честь И. В. Кур- чатова 1950 1952 1953 1955 1961 1964 Г. Си- борг с сотруд- никами Г. Си- борг, А Гиор- со и др. Г. Си- борг, А. Гиор- со и др. Г Си- борг И др. Г. Н. Флеро- вым и группой ученых Калифор- нийского универ- ситета Сотруд- ники Ка- лифор- нийского универ- ситета Г. Н. Флеров с сотруд- никами в Дубне Этот и все последую- щие были получены ядервыми реакциями
31
Атомно-молекулярное учение
Вещества имеют сложное строение. Это подтвержда-
ется такими явлениями: 1) расширением и сжатием тел
при изменении температуры, 2) переходом веществ из
одного агрегатного состояния в другое, 3) сжимаемостью
твердых, жидких и особенно газообразных тел при уве-
личении давления, 4) диффузией, 5) растворением и т. п.
Представление о сложности (дискретности) вещества—
атомистическая гипотеза — возникло еще в древности.
Трудами Ломоносова, Бойля, Дальтона, Канниццаро,
Авогадро, Гей-Люссака, Жерара и других химиков
создана атомно-молекулярная теория.
Молекула — наименьшая частица простого или слож-
ного вещества, обладающая его основными химическими
свойствами и состоящая из одинаковых или разных свя-
занных между собой атомов.
Атом — мельчайшая частица, представляющая со- ,
бой наименьшее количество химического элемента.
Долгое время атом считался неделимой частицей
химического элемента (греч. слово atomos обозначает
неделимый). Установлено, что атом имеет сложную струк-
туру (см. стр. 52—69).
Размеры и масса атомов и молекул
Радиусы атомов и молекул выражаются очень малы-
ми величинами, порядка стомиллионных долей санти-
, о
метра, и обычно измеряются в ангстремах. 1 А равен
10~8 см.
Радиус атома водорода равен 0,53 • 10-8 см, что рав-
но 0,53 А.
Радиус молекулы СО2 равен 1,66 • 10~8 см, что равно
1,66 А.
32
Диаметр молекулы N2 равен 3,1-10-8 см, а это равно
3,1 А. '
Длина молекулы натурального каучука равна 20000А.
Масса атома водорода равна 1,66 • 10~24 г.
Масса молекулы кислорода равна 53,12 • 10-24г.
1 г водорода содержит около 6,02 1023 атомов.
Чем больше масса молекул! газа, тем ниже средняя
скорость их движения; средние скорости молекул
газообразных веществ обратно пропорциональны квад-
ратным корням из чисел, выражающих их массы:
у, : = /т2 I /
Скорость движения молекул зависит от температуры;
чем выше температура данного газа, тем больше сред-
2 Справочник по химии
33
пня скорость движения его молекул. Эта зависимость
выражается следующим уравнением:
V, : и2 = : УТ2,
где Т — абсолютная температура.
Важнейшие валентности некоторых элементов
Металлы Неметаллы
элементы химиче- ские знаки валент- ность элементы химиче- ские знаки валентность
Натрий . . Na 1 Фтор . . F 1
Калий . . К 1 Хлор . . С1 1
Водород1 Н 1 Вром . . Вг 1
Серебро А? 1 Иод . . . I 1
Барий . . Ва 2 Кислород О 2
Кальций Са 2 Сера . . . S 2,4,6
Магний . . Mg 2 Азот . . . N 3,5
Цинк . . . Zn 2 Фосфор Р 3,5
Свинец . . Pb 2,4 Углерод . С 4
Алюминий Al 3 Кремний . Si 4
Ртуть . . . Hg 1,2
Железо . . Fe 2,3
Олово . . Sn 2,4
Вывод химической формулы вещества по данным анализа
Для составления формулы вещества на основании
данных анализа следует разделить числа, выражающие
процентное содержание элементов, на их атомные веса.
Отношение полученных чисел равно отношению числа
атомов химических элементов в молекуле соединения.
1 Водород проявляет в некоторых соединениях и неметалличе-
ские свойства.
34
Примеры. 1. Дан состав азотной кислоты:
И—1,59%; N—22,22%; 0-76,19%.
Атомные веса ......
Частные отделения процент-
ного состава на атомные веса
Отношение чисел предыду-
щего ряда .... ...........
Н—1 N—14 0-16
1,59 1,59 4,76
1 : 1 : 3
Формула азотной кислоты—HNO3.
2. Дан состав соды:
Атомные веса ...........
Частные от деления . . . .
Отношение в округленных
числах ...................
Na-43,4%; С—11,3%; 0-45,3%
Na-23 С-12 0—16
1,89 0,94 1,83
2:1:3
Формула соды—Na2CO3.
Вычисление состава веществ по их формулам
Количественный состав вещества чаще всего выража-
ют содержанием в нем каждого элемента в процентах.
Пример. Вычислить процентный состав Na2SO4.
Молекулярный вес вещества — 142,05.
Вес двух атомов натрия в молекуле соли — 46,0.
Вес атома серы — 32.
Вес четырех атомов кислорода — 64.
46-100 „ ,
Содержание натрия в сернокислом НаТ₽ИИ 142,05 ” 32,4 (%)
32.100 „„ г „
» сёры » ' «2.05“22'6'»
64.100 „
» кислорода » * Ш(05^45,1(%)
8* Si
Составлеяие химических уравнения
Чтобы составить химическое уравнение, необходимо:
1) знать, какие вещества вступают в реакцию и ка-
кие вещества получаются после реакции;
2) знать формулы этих веществ;
3) зацисать формулы исходных веществ слева и меж-
ду ними — знак плюс; поставить черту; справа от нее
написать формулы полученных веществ и между ними —
знак плюс;
4) вычислить коэффициенты, чтобы число атомов каж-
дого элемента левой части было равно числу атомов эле-
ментов правой части уравнения;
5) написать коэффициенты и заменить черту знаком
равенства.
Виды химических реакций
Реакции Общая схема Примеры реакций
Соединения А + В = АВ 2Н2 4- О2 = 2Н2О СаО СО2 ~ СаСО3 Н2О + SO3 = H2SO4
Разложения АВ = А 4- В 2Н2О = 2Н2 4- О, СаСО з == СаО -р СО2 2КСЮ3 = 2КС1 + ЗО2
Замещения АВ 4- С — АС + В Zn 4- CuSO4 = ZnSO4 4- Си 2А1 4- 6НС1 = 2А1С1з 4- ЗН, 2NaBr 4- С12 = 2NaCl 4- Вг2
Обмена (об- менного раз- ложения) АВ 4- CD = = AD 4- ВС СаО 4- 2НС1 = СаС12 4- Н,0 ВаС1,4- H2S04 = BaS044-2HC NaCl 4- AgNOs = AgCl 4- 4- NaNOs
36
Классификация слоящих веществ
Вещества
Окислы
Основания
I
несоле-
обра-
зующие
солеоб-
разую-
щие
г ।
раство- нерас-
римые творимые
в воде в воде
ч 4
Кислоты Соли
4 4
кисло- бескис-
род- дород-
ные ные
4
пере- освов-
киси ные
4 4
амфо- кислот-
терные ные
4
4
средние
Na3PO4
Na2SO4
кислые
4
основные
Mg(OH)Cl
Сиг(ОН)гСО3
однозамещенные двузамещенные
MaHaPOj NasHPO4
NaHSO4
Виды окислов
А. Солеобразующие:
1. Кислотные окислы — окислы неметаллов и окис-
лы некоторых металлов, например СгО8, Мп2О7. Многие
из них непосредственно соединяются с водой, образуя
кислоты. Кислотные окислы называют также ангидри-
дами.
2. Основные окислы — окислы металлов. При непо-
средственном соединении с водой некоторые из них об-
разуют растворимые основания (щелочи). Большинство
оснований можно получить действием щелочей на соли
соответствующих металлов.
3. Амфотерные окислы — окислы, обладающие свой-
ствами и ангидридов кислот и основных окислов.
37
Б. Несолеобразующие окис л ы - не об-
разующие гидратов, например NO, СО.
В. Перекиси — окисли, в которых атомы кис-
лорода связаны не только с другим элементом, но и меж-
. ду собой, например перекись бария ВаО2, или Ва^^,
перекись водорода Н2О2, или Н—О—О—Н. Для пере-
кисей характерно присутствие так называемой пероксид-
ной группы —О—О—.
Когда элемент дает несколько ангидридов, то их на-
звания, как и названия соответствующих кислот, раз-
личают суффиксами, например азот-н-ый ангидрид N2O&,
азот-ист-ый ангидрид N2O3.
Когда металл образует с кислородом только один
окисел, его всегда называют окисью, например окись
кальция СаО, окись алюминия А12О3. Если металл об-
разует с кислородом два окисла, то содержащий боль-
ше кислорода (высший окисел) называют окисью; содер-
жащий меньше кислорода (низший окисел) — закисью,
например окись железа Fe2O3 и закись железа FeO,
окись меди СиО и закись меди Си2О.
Термин «окись» применяется и для некоторых несо-
леобразующих окислов неметаллов: окись углерода СО,
окись азота NO.
Важнейшие кислоты
Название кислоты Формула Кислотный остаток
эмпирическая структурная
Соляная , . . НС1 Н—С1 —С1
Азотная , , . . HNO» H-0-N'f —NOg
Й8
Продолжение
Название кислоты Формула Кислотный
эмпирическая структурная остаток
Угольная . . . Н2СО3 н—о, Н—О' ^с=о —НСОз = СОз
Сернистая . . . H2SO3 н-оч Н-О' ^>3=0 - НЭОз =SOj
Серная h2so4 я я 1 1 о о о о <л -hso4 =so4
Ортофосфорная . Н3РО4 / 1 X ООО 1 1 1 Я Я Я ^Р=0 III II 1 ЯЯЯ ° о
Хлорная .... нею, н-о- ООО -С1О4
Важнейшие основания
Название основания Формула Окисел, соответствующий основанию
Едкий натр (гидроокись нат- рия) Едкое кали (гидроокись ка- лия) Гашеная известь (гидроокись кальция) Едкий барит (гидроокись ба- рия) NaOH КОН Са(ОН)г Ва(ОН)2 Na2O — окись натрия К20 — окись калия СаО — окись кальция ВаО — окись бария
39
Продолжение
Название основания Формула Окисел, соответствующий основанию
Едкий аммоний (гидроокись аммония) nh4oh
Гидроокись алюминия . . . А1(ОН)з А12Оз — окись алю- миния
Номенклатура кислот и средних солей
Название кислоты Формула кислоты * Название соли
русская номенкла- тура солей междуна родная номенклатура
Азотистая .... HNOa Азотистокислые Нитриты
Азотная .... HNO3 Азотнокислые Нитраты
Борная Н3ВО3 Борнокислые Бораты
Бромистоводород- ная НВг Бромистые Б ромиды
Двухромовая . . насг2о7 Двухромовокис- лые Бихроматы
Иодистоводород- ная HI Йодистые Йодиды
Кремниевая . . . H3SiO3 Кремнекислые (метакремне- вые) Силикаты (ме- тасиликаты)
Марганцовая • . HMnO4 Марганцовокис- лые Перманганаты
Серная H2SO4 Сернокислые Сульфаты
Сернистая . . . H2SO3 Сернистокислые Сульфиты
Сероводородная . H2s Сернистые Сульфиды
40
Продолжение
Название кислоты Формула кислоты Название соли
русская номенкла- тура солей международная номенклатура
Соляная .... НС1 Хлористые Хлориды
Угольная .... н2со3 Углекислые Карбонаты
Уксусная .... СН3СООН Уксуснокислые Ацетаты
Фосфорная (орто) Н3РО4 Фосфорнокислые (орто) Фосфаты (орто)
Фтористоводород- ная (плавико- вая) HF Фтористые Фториды
Хлорноватая . . НС1О3 Хлорноватокис- лые Хлораты
Хлорноватистая . нею Хлорноватисто- кислые Гипохлориты
Хлорная . . нею. Хлорнокислые Перхлораты
Хромовая .... Н2СгО4 Хромовокислые Хроматы
Цианистоводород- ная (синиль- ная) HCN Цианистые Цианиды
Щавелевая . . . (СООН)2 Щавелевокислые Оксалаты
Основные законы химии
Закон сохранения массы, веществ (Ломоносов, 1748 г.).
Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна
массе веществ, образовавшихся в результате реакции.
Закон постоянства состава (Пруст, 1801—1808 гг.).
Всякое чистое вещество независимо от его происхождения
И способа получения имеет один и тот же состав.
41
Связь между классами кислородных соединении
Основные
Na»O, MgO, СаО,
CrO, MnO, FeO,
Fe2O3
Амфотерные
ZnO, А12О3, РЬО,
Сг2О3
Кислотные
(ангидриды кислот)
СО2 SO2 SO3. N2O6,
СгО3, Mn2O,, Р2О6
Гидроокиси
Ф
Основные
Основания
NaOH, Mg(OH)2,
Са(ОН)2, Сг(ОН)2,
Fe(OH)2, Fe(OH)3
I
Амфотерные
Zn(OH)2, А1(0Н)3
Cr(OH)3
I
Кислотные
Соли
NaCl, MgSO41 K2CrO4, FeClg, FeCl3
Кислоты
Н2СО3, H2SO3, H2SO4
HNO3,HaCrdtlH3PO’
Закон простых объемных отношений (Гей-ЛюсСаК,
1808 г.). Объемы вступающих в реакцию газов относятся
друг к другу и к объемам образующихся газообраз-
ных соединений как небольшие целые числа.
Закон Авояадро (1811 г.)- Равные объемы различных
газов содержат при одинаковом давлении и одинаковой
температуре равное число молекул.
Так как грамм-молекулы различных веществ содер-
жат одинаковое число молекул, то из закона Авогадро
можно сделать такой вывод: грамм-молекула любого
газа при одинаковых температуре и давлении занимает
один и тот же объем.
При давлении 760 мм рт. ст. и при температуре
0°С этот объем равен 22,4 л, точнее 22,414 л. В этом объ-
еме при названных условиях будет находиться 6,023 '1023
молекул газообразного вещества (число Авогадро).
Рис. 2. Объем грамм-молекулы разных газов.
17г
аммиака
NH,
Закон кратных отношений (Дальтон, 1803 г.). Если
определенное количество одного элемента вступает в
соединение с другим элементом в нескольких весовых
отношениях, то количества второго элемента относятся
между собою как целые числа.
43
Примеры. 1. Соединения азота с кислородом
Состав (в %) На 1 вес.
Соединения кисло- ч. азота кислорода Крат- ность Формула
азота рода прихо- дится
Закись азота 63,7 36,3 0,57 1 N2O
Окись азота 46,7 53,3 1,14 2 NO
Азотистый ангидрид . . . 36,8 63,2 1,71 3 N2O3
Двуокись азота 30,4 69,6 2,28 4 n2o4
Азотный ангидрид .... 25,9 74,1 2,85 5 n206
2. Соединения углерода с кислородом
Состав (в%) На 1 вес.
Соединения •угле- КИСЛО- ч. угле- рода при- Крат- ность Формула
рода рода ходится кислорода
Окись углерода 42,9 57,1 1,33 1 CO
Двуокись углерода .... 27,3 72,7 2,66 2 co
Основные законы термохимии
Закон Лавуазье — Лапласа. При разложении слож-
ного вещества на простые поглощается (или выделяет-
ся) столько же теплоты, сколько ее выделяется (или
поглощается) при образовании того же количества
вещества из простых веществ.
Закон Гесса (1840 г.). Количество теплоты, выделя-
ющееся при каком-либо химическом процессе, всегда
одно и то же, протекает ли данное химическое превра-
щение сразу или постепенно, в несколько стадий.
Пример. Образование сульфата свинца:
1) Pb4-S-]-2O2=PbSO44-219,5 ккал;
2) Pb-]-S=PbS-f- 22,5 ккал )
PbS+2O2 - PbSQ44-197,0 ккал )
219,5 ккал
44
Периодический закон Д. И. Менделеева (1869 г.)
«...Свойства простых тел, также формы и свойства
соединений элементов, находятся в периодической зави-
симости от величины атомных весов элементов. В соот-
ветствие этому закону и составлена периодическая си-
стема элементов»1.
Современная формулировка периодического закона.
Изучение внутриатомной структуры элементов привело
к выводу, что в основе системы химических элементов
лежит заряд атомного ядра, который определяет собой
число электронов в атоме. Периодичность свойств эле-
ментов является следствием периодического повторения
сходных структур внешних электронных конфигураций.
Поэтому периодический закон в настоящее время
формулируется так:
Свойства элементов, а также зависящие от них свой-
ства простых веществ, формы и свойства химических
соединений находятся в периодической зависимости от
заряда атомных ядер,
Химическое равновесие
Если реакция идет с поглощением теплоты, то при
повышении температуры равновесный выход продукта
увеличивается.
Если реакция идет с выделением теплоты, то повы-
шение температуры приводит к понижению равновесно-
го выхода.
Если реакция идет с изменением объема, то при
повышении давления равновесие смещается в сторону
образования веществ, занимающих меньший объем.
1 Д. И. Менделеев, Основы химии, т. II, изд. 13, Государ-
ственное научно-техническое издательство химической литературы,
М.-Л.2 1947, стр. 80—81.
45
Если объем не изменяется, то йЗмейеййё давления
не влияет на равновесие.
Можно увеличить степень превращения одного из
исходных веществ, вводя другое реагирующее вещество
в избытке по сравнению со стехиометрическим количе-
ством.
Все способы смещения равновесия охватываются
общим принципом, открытым Ле Шателье в 1884 г.:
если какая-либо из переменных, определяющих состояние
равновесия, изменяется, то равновесие сдвигается таким
образом, чтобы содействовать уничтожению изменения.
Так, при нагревании равновесной системы в ней воз-
никают изменения, связанные с поглощением теплоты
(противодействующие повышению температуры). При уве-
личении давления возникают изменения, вызывающие
уменьшение объема системы (противодействующие по-
вышению концентраций).
Температура разложения твердых веществ при различном
давлении (в°С)
Реакции р, мм рт. ст.
100 300 500 760
NH4C1 NH з + НС1 . . 260 306 324 340
СаС0з;2Са0 + СО2 . . . 762 837 870 898
Са(ОН)2 г? CaO-f-H2O . . . 450 499 524 547
Fe2(SO4)3 г* FeaO3 + 3SO3 628 681 697 709
Скорость химических реакций
Зависимость скорости реакции от концентрации
реагирующих веществ можно выразить «кинетическим»
уравнением. В общем виде эта зависимость была сфор-
мулирована в 1867 г. Гульдбергом и Вааге: скорость
химической реакции прямо пропорциональна произве-
ло
деним концентраций реагирующих веществ. Для реакции
nA тВ = рС rD
скорость реакции равна:
где к — константа скорости, или коэффициент пропор-
циональности, сА — концентрация вещества А, с ь —
концентрация вещества В, п и т — стехиометрические
коэффициенты в уравнении реакции.
Сумма показателей степеней в этом уравнении на-
зывается порядком реакции. Порядок реакции, уравне-
ние которой написано выше, равен п + т.
Для реакции
Н24-1а = 2Н1; и = к.сн .с1г
порядок реакции равен 2.
Как показывает опыт, порядки реакций не превы- •
шают трех. Стехиометрические коэффициенты реакций
большей частью не совпадаютс показателями степеней в ки-
нетических уравнениях, так как многие реакции представ-
ляют собой совокупность ряда элементарных процессов.
При повышении температуры на 10°С скорость боль-
шинства реакций увеличивается в 2 — 4 раза.
Реакции, в которых все вещества (вступающие в
реакцию и продукты реакции) образуют однородную
смесь, называются гомогенными, остальные — гетеро-
генными. Скорость гетерогенных реакций пропор-
циональна величине поверхности соприкосновения реаги-
рующих веществ.
Строение атомов. Модель атома Резерфорда — Бора
По Резерфорду (1911 г.), атом каждого элемента
состоит из небольшого положительно заряженного ядра,
масса которого почти равна массе атома. Вокруг ядра
47
движутся на больших расстояниях и с огромной скоро-
стью электроны. Величина заряда ядра постепенно воз- j
растает от одного химического элемента к другому на л
элементарный заряд. Число электронов равно положи-
тельному заряду ядра, положительный заряд ядра I
численно равен порядковому номеру элемента в не- \
риодической системе. В целом атом электронейт- j
♦ рален. ' |
По Бору (1913 г.), электромагнитное поле атомного §
ядра имеет как бы слоистое строение: вокруг ядра рас-
положены определенные энергетические уровни, разде- |
ленные в пространстве между собой и называемые
квантовыми уровнями. Квантовые уровни обозначаются ’
буквами К, L, М, N, О, Р, Q.
Радиусы этих уровней относятся между собой как
квадраты целых чисел: I2 : 2а : За : 42... Целые числа 1,
2, 3, 4 и т.д., характеризующие квантовые орбиты, на-
зываются квантовыми числами. Электроны в атомах мо- *
гут вращаться только по орбитам, соответствующим
квантовым уровням. Эти орбиты называются стацио-
нарными-, никаких промежуточных орбит не существует.
Когда электрон под воздействием внешних сил «выби-
вается» с одной орбиты на другую, более далекую от
ядра, он поглощает энергию. Возвращаясь на прежнюю
орбиту, он излучает энергию.
Электроны, принадлежащие данному энергетическо- ‘
му уровню, подразделяются на подгруппы, обозначае-
мые буквами s, р, d, / и т. д. Размещение электронов в
подгруппах обусловливается геометрической формой ор-
бит, по которым они движутся, —по круговым или эл-
липтическим различной вытянутости.
Электроны, движущиеся по эллиптическим орбитам,
поддаются возбуждению легче, чем перемещающиеся
по круговым.
48
Число элементов в периодах и распределение электронов
в атомах нулевой группы
Число электронов по подгруппам при различных квантовых
- уровнях
Номер квантового уровня (слоя, п) Число подуровней в данном кван- товом слое Подуровни Максимальное число электронов в слое
S р <2 f
1 1 2 — — — 2
2 2 2 6 — —- 8
3 3 2 6 10 — 18
4 4 2 6 ю 14 32
49
Электронные конфигурации атомов
Порядковый номер Элемент Электронная конфигурация
1 н Is
2 Не Is2
3 Li [He] 2s
4 Be 2s2
5 В 2s2 2p
6 С 2sz 2pa
7 N 2s2 2p3
8 О 2s' 2p4
9 F 2s2 2p5
10 Ne 2s2 2p8 •
11 Na [Ne] 3s
12 Mg 3s2
13 Al 3s2 3p
14 Si 3s2 3pa
15 P 3s2 3p:)
16 S 3s2 3p4
17 Cl 3sa 3pa
18 Ar 3s2 3p8
19 К [Ar] 4s
20 Ca 4s2
21 Sc 3d 4s2
22 Ti 3d2 4s8
23 V 3d3 4s2
24 Cr 3d4 4sa
25 Mn 3d6 4s2
26 Fe 3d8 4s2
27 Co 3d’ 4s2
28 Ni 3d8 4s2
29 Cu 3d18 4s2
30 Zn 3d18 4s"
31 Ga 3d10 4s2 4p
32 Ge 3d10 4s2 4p2
33 As 3d10 4s2 4p3
34 Se 3d10 4s2 4p4
35 Br 3d10 4s2 4p5
36 Kr 3d10 4s2 4p8
37 Rb [Kr] 5s
50
Продолжение
Порядковый номер Элемент Электронная конфигурация
38 Sr 5s2
39 Y 4d 5s2
40 Zr 4d2 5s2
41 Nb 4d4 5s
42 Mo 4d6 5s
43 Тс 4d6 5s2
44 Ru 4d’ 5s
45 Rh 4da 5s
46 Pd 4dn>
47 Ag 4d10 5s
48 Cd 4dio 5s2
49 In 4dio 5s2 5p 5s2 5p2
50 Sn 4dio
51 Sb 4d10 5s2 5p4
52 Те 4dio 5s2 5p4
53 1 4d10 5s2 5ps
54 Xe 4d10 5s2 5pe
55 Cs JXe] 6s
56 Ba 6s2
57 La E d 6s2
58 Ce 4f2 6s2
59 Pr 4fs 6s2
60 Nd 4f4 6s2
61 Pm 4P 6s2
62 Sm 4fe 6s2
63 Eu 4f’ 6s2
64 Gd 4f7 5d 6s2
65 Tb 4f9 6s2
66 Dy 4fio 6s2
67 Ho 4fu 6s2
68 Er 4fl2 6s2
69 Tm 4(13 6s2
70 Yb 4fl4 6s2
71 Lu 4f14 5d 6s2
72 Hf 4fl4 5d2 6s2
73 Ta 4fl4 5d3 6s2
74 W 4fl4 5d4 6s2
75 Re 4(14 5 cP 6s2
51
, Продолжение
Порядковый номер Элемент Электронная конфигурация
76 Os 4fl4 5de 6s2
77 1г 4fl4 5d’ 6s2
78 Pt 4(14 5d9 6s
79 Au 6s
80 Hg 6s2
81 11 6s2 6p
82 Pb 6s2 6p2
83 Bi 6s2 6ps-
84 Po 6s26p4
85 At 6s2 bp5
86 Rn 6s2 op”
87 Fr [RnT 7s
88 Ra 7s2
89 Ac LRnJ 6<l 7s2
90 Th 6d2 7s2
91 Pa \ 5f2 6d 7s2
92 U 5f3 6d 7s«
93 Np ' 5f4 6d 7s2
94 Pu 5f6 7s2
95 Am 5f7 7s2
96 Cm 5P 6d 7s2
97 Bk 5fe 6a 7s:: или 5f9 7sa
98 Cf 5fl" 7s2
99 Es 5fn 7s2
100 Fm 5f12 7s2
101 ‘Md 5f*3 7s2
102 No 7s2
103 Lp 5fl<1 6d 7s2'
Атом водорода (сравнительные данные)
Если представить сферу диаметром в 1 км и внутри
нее шарик диаметром в 1,5 см, то эта модель и будет ил-
люстрировать относительные размеры атома водоро-
да; большая сфера — это атом в целом, а шарик вну-
три — ядро (нротон).
52
Радиус протона — 1,3 • 10~13 см. Эта величина во
столько раз меньше 1 см, во сколько раз 1 см меньше
расстояния от Земли до Солнца.
Диаметр атома водорода — 1 • 10~3 см.
Вес атома водорода
1,008
6.02.1023
1,67.10"21 (г).
Изотопы водорода
Названия изотопов
легкий водород (протий) тяжелый водород (дейтерий) сверхтяже- лый водород (тритий)
Знак изотопа н D Т
Структурный символ . . и» или р (D или jH ,Т или [Н
Название ядра атома . Протон Дейтон Тритон
Масса атома 1 2 3
В ядре —протонов . . . 1 1 1
В ядре — нейтронов . . Заряд ядра и валентность Нет 1 2
изотопа +1 4~1 +1
Число электронов в атоме Распространение изотопа 1 1 1
на Земле Температура плавления 99,8% 0,02% (1атом на 5500 атомов протия) Образуется при обстре- ле тяжелой воды дей- тонами
(в °C) Температура кипения -259,4 -254,5 —-•
в °C) —252,8 —249,9 —
53
Изотопы некоторых элементов, обнаруживаемый
на Земле
Элемент Число изотопов Массовое число*
н 3 СО
Не 2 4, 3,
Li 2 7, 6 '[
С 2 12, 13 !
N 2 14, 15
О 3 16, 18, 17
Mg 3 24, 26, 25
Cl 2 35, 37
Ar 3 40, 36, 38
К 3 39, 41, 40
Са 6 40, 44, 42, 48, 43, 46
Fe 4 56, 54, 57, 58
Си 2 63, 65
,Sn 10 120, 118, 116, 119, 117, 124, 122, 112, 114, 115
Ba 7 138, 137, 136, 135, 134, 130, 132
Hg 7 202, 200, 199, 201, 198, 204, 196
Pb 4 208, 206, 207, 204
P 3 238, 235, 234
1 Числа, обозначающие массы изотопов, расположены в поряд-
ке уменьшения их содержания в природе.
54
Относительное содержание изотопов некоторых элементов
в земной коре
Элемент Массовое число Содержание (в %)
Кислород 16 99,76
17 0,04
18 0,20
Кремний 28 92,28
29 4,67
г 30 3,05
Железо 54 5,84
56 91,68
57 2,17
58 0,31
Уран 238 99,28
235 0,7
234 0.006
Различные ступени дискретного состояния материи
Название частиц Характеристика
Элементарные час- тицы См. табл. «Элементарные частицы»
Ядра атомов .... Состоят из элементарных частиц — протонов и нейтронов
Атомы Состоят из атомных ядер и электро- нов. Общее число природных и искус- ственно полученных разновидностей атомов превышает 1000
Молекулы Состоят из атомов: от простейших одноатомных (Не), двухатомных (СО), трехатомных (СО2) молекул до сложней- ших, содержащих тысячи атомов
55
Некоторые элементарные частицы
Название Знак за- ряда Обозначе- ние Масса в | электрон- массе 1 Год открытия и кем открыты Примечания
Фотон . . Нейтрино . 0 0 7 V 0 0 1905, А. Эйнш- тейн 1931, В. Паули Частица света, све- товой квант
Антиней- трино . . 0 V 0 1933, Э. Ферми
Электрон —1 7, 3- 1 1897, Дж. Томсон
Позитрон . н-мезопы Мезоны: л-мезоны К-мезоны Нуклоны: Протон . . Нейтрон 4-1 +1 —1 +1 —1 0 +1 —1 +1 0 + , и К гг' + | + 1 © + • -О Й. Й. К £ £ К 4-ц е 1 206,8 206,8 273,2 273,2 264,2 966,5 966,5 1836,1 1838,6 1932, К. Андерсон 1936, К. Андерсон 1946—1947, А, Алиха- нов и А. Алиха- нъян 1947, С. Поуэлл 1951—1952, А. Али- ханьян 1920, Э, Резер- форд 1932, Дж. Чедвик Положительный электрон Неустойчивые по- ложительно или от- рицательно заряжен- ные элементарные частицы. Впервые обнаружены в кос- мических лучах, а затем получены и в лабораторных усло- виях Ядро атома самого легкого изотопа во- дорода
56
Продолжение
Название Знак за- ряда Обозначе- ние Масса в электрон- массе Год открытия и кем открыты Примечания
Антину- клоны,: Антипротон Антинейт- рон . . . —1 0 п Р п риемы 1836,1 1838,6 записи 1955—1956, Э. Сегре и др. 1956 ядерных рея 1КЦИЙ
Полная запись Сокращенная запись
n z > г + + ; + --г ьэ 9 »- Ьэ М ЙЙ Ф 4 *5- © 1 ьо О> 22 f 1 т ri СТ м J w Ь» СЛ о О I + 2 + -j- 1 era 1- ' с »— *- «— -1— "1” ьэ * S К 1 о >- Ш о - 3 Й4 -х Ф 13А1 (а. п ) 23 / \ 24 uNa (d, nl 12Mg 31 _ / \31 i5₽ (n, P) i4Si 29Cu(t> n)2bCu
Применение меченых атомов
Меченые атомы находят в настоящее время самое
широкое применение в различных областях науки и тех-
ники. Наиболее важными путями применения радиоак-
тивных изотопов являются следующие:
1) При изучении химических процессов: растворимо-
сти веществ, дробной кристаллизации, диффузии, ад-
сорбции и абсорбции, электролиза, определения сте-
пени чистоты химических продуктов и проч.
57
2) В промышленности: доменный, мартеновский и
другие металлургические процессы, контроль качества
металлических отливок, изучение сплавов, коррозий-
ной стойкости металлов и др.
3) В биологии и сельском хозяйстве: в борьбе с вред-
ными организмами, в регулировании микробиологиче-
ских процессов, изучении проблем наследственности,
обмена веществ, вопросов стимуляции роста и развития
растений.
4) В медицине и ветеринарии: для диагностики бо-
лезней, для лечения заболеваний.
5) В химическом анализе: при разработке методов
определения крайне малых количеств веществ, приме-
сей в веществах («аналитическая химия следов»), для
контроля разделения тонких смесей.
6) В поисках полезных ископаемых — нефти, газо-
вых месторождений и др.
О
Атомные и ионные радиусы (в А)1
Атом Радиус Ион Радиус Атом Радиус Ион Радиус
1 группа 11 группа
н 0,46 — — Be 1,13 Be2+ 0,34
Li 1,55 Li+ 0,68 Mg 1,60 Mg2^ 0,74
Na 1,89 Na+ 0,98 Ca 1,97 Са2+ 1,04
К 2,36 К+ 1,33 Sr 2,15 Sr2+ 1,20
Rb 2,48 Rb+ 1,49 Ba 2,21 Ва2+ 1,38
Cs 2,68 Cs+ 1,65 Zn 1,39 Zn2+ 0,83
Си 1,28 Cu+ 0,98 Cd 1,56 Cd2+ 0,99
Ag 1,44 Ag+ 1,13 Hg 1,60 Hg2+ 1,12
Au 1,44 Au+ 1,37
1 Ангстрем (А) = 10-8с.и.
58
Атом Радиус Иов Радиус Atom Радиус Ион Радиус
III группа IV группа
В 0,91 B3+ 0,20 C 0,77 С4+ 0,20
Al 1,43 Al3+ 0,57 Si 1,34 Si4+ 0,39
La 1,87 La3+ ' 1,04 Ti 1,46 Ti'+ 0,64
Се 1,83 Ce4+ 0,88 Zr 1,60 Zr4+ 0,82
Ce3+ 1,02
Er 1.75 Er3+ 0,85 Hf 1,59 Hf4+ 0,81
Ga 1,39 Ga3+ 0,62 Th 1,80 Th4+ 0,95
In 1,66 ln3+ 0,92 Ge 1,39 Ge4+ 0,44
T1 1,71 rJ’|3+ 1,05 Sn 1,58 Sn4+ 0,67
Pb 1,75 Pb4+ и,76
V группа VI группа
N 0,71 N&+ 0,15 0 0,66 o2- 1,36
N3- 1,48 s 1,04 S2- 1,82
P 1,31 p5+ 0,35 Se 1,6 Se2— 1,93
p3- 1,48 Seb+ 0,35
As 1,48 As'i— 1,91 Те 1,7 Te2“ 2,11
Sb 1,61 Sb3- 2,8 Te4+ 0,89
Bi 1,82 Bi3+ 1,20 Cr 1,27 Cr3+ 0,64
V 1,34 ys-t 0,4 Mo 1,39 Mo4+ 0,68
y4+ 0,61 W 1,40 W4+ 0,68
u 1,53 u4+ 0,89
Vll rpytiria VIII группа
F 0,71 F- 1,33 He 1,22
Cl 0,99 ci- 1,81 Ne 1,60
Br 1,14 Br 1,96 Ar 1,92
1 1,33 1* 2,20 Kr 1,98
Mu 1,35 Mn2+ 0,91 Xe 2,18
Mn4+ 0,62
VIII группа
Атом Радиус Ион Радиус
Fe 1,26 Fe2+ Fe3+ 0,80 0,67
Со 1,25 Co2+ Co3+ 0,78 0,64
Ni 1,24 Ni2+ 0,74
Ru 1,34 Ru4+ 0,61
Rh 1,34 Rh2+ 0,65
Pd 1,37 Pd2+ 0,64
Os 1,338 Os4+ 0,65
Ir Pt 1,35 1,35 Ir4+ Pt4+ 0,65 0,64
Для определения размеров эффективных (кажущих-
ся) радиусов используют измерения расстояния между
двумя ионами в кристаллах галогенидов, сульфидов,
окислов и др. Это расстояние (например, flNa+ RCI =
= о?)—важнейшая константа кристаллической решетки.
Если оно известно и известен один из эффектив-
ных радиусов, то по разности определяется и другой
радиус иона:
cLaC, = 2.79А о
NaCI о Отсюда 7?С|- = 2,79 - 0,98 = 1,81 (А)
/?Na+ = 0.98А С|
60
Рис. 3. Истинный и эффективный
радиус ионов.
Здесь г, — истинный радиус иона Na+
г2 — » » » С1~
Z?Na+—эффективный радиус иона Na+
BCi ~ — » » » . С1~
Ионы с одинаковыми или близкими значениями
радиусов, имеющие одинаковый заряд, образуют соеди-
нения с одинаковой или очень близкой кристалличес-
кой решеткой и могут замещать друг друга. Это явле-
ние широко распространено в природе и получило
название изоморфизма. Оно ведет к образованию смешан-
ных кристаллов, значительная часть которых получена
искусственно при одновременной кристаллизации ве-
ществ из водных растворов.
61
Изменение атомных и ионных радиусов элементов
в группах и периодах
1. В главных подгруппах периодической системы в
связи с увеличением числа слоев (сверху вниз) радиус
атомов увеличивается;
Элементы
I группы Li Na К Rb Cs Fr
1,55 1,89 2,36 2,48 2,68 2,80A
Элементы
VII группы F Cl Вг I At
0,71 0,99 1,14 1,33 ?A
Растет металличность элементов (восстановитель-
ная активность).
2. В периодах в связи с постепенным возрастанием
положительного заряда ядра (слева направо) происхо-
дит сжимание электронной оболочки и, следователь-
но, радиус атомов уменьшается;
Элементы
III периода Na . Mg Al Si Р S Cl
1,89 1,60 1,43 1,34 1,31 1,04 0,99 A
3. Атомные радиусы элементов, расположенных по
диагональному направлению (от левого верхнего угла
системы к нижнему правому), близки по своим разме-
рам, что определяет некоторую близость свойств этих
U3
элементов, например атомов лития (га = 1,55 А) и маг-
ния (га = 1,60 А), атомов натрия (га = 1,89 А) и каль-
ция (га=1,97 А).
4. Радиусы положительных ионов всегда меньше (при
О
высшей валентности приблизительно на 0,75 А) соответст-
вующих им радиусов атомов, и тем меньше, чем больше за-
ряд иона:
гаРе = 1,26А; г,ре2+ = 0,80 А°; riFe3+=0,67 А.
5/ Радиусы отрицательных ионов всегда больше ра-
диусов атомов соответствующих им элементов (прибли-
о
зительно на 0,75 А);
raS= i ,04 A; r)S2_ =1,82 А.
6. Радиусы ионов предельной варядности, соответ-
ствующих атомам, расположенным по диагонали (см.
пункт 3), близки по своим размерам, чем и объясняется,
например, такое свойство элементов, как замещение
их друг другом в минералах (изоморфизм):
riL1+=0,68 A; rIMg2+ =0,74 А; г,3сз+ =0,83 А.
Связь электронов с ядром в атомах (в зависимости от положения
их в периодической системе)
1. Чем больше радиус атома элемента главной под-
группы (или иона), тем слабее электрон притягивается
к ядру (при одинаковой величине заряда), тем легче
63
Ой отрывается от атома й, следовательно, тем больше
восстановительные свойства атома или иона.
2. Чем меньше радиус атома, тем сильнее притяже-
ние электрона к ядру и тем труднее он отрывается от
атома, что и обусловливает меньшую степень его вос-
становительных свойств.
3. Увеличение положительного заряда ядра атома
приводит к увеличению притяжения электрона (при
одинаковых размерах атомов) и, следовательно, к умень-
шению его восстановительных свойств и возрастанию
окислительных.
4. Однако увеличение размеров атомов, обуслов-
ленное возрастанием электронных слоев, перекрывает
возрастание заряда ядра, и поэтому металличность ниж-
них элементов главных подгрупп выше, чем у верхних
элементов той же группы (у Сз больше, чем у Na
или К).
Закономерности изменения свойств элементов (в зависимости
от места их в периодической системе)
Горизонтальное направление. Радиусы атомов и их
восстановительные свойства уменьшаются (окисли-
тельные свойства возрастают). Свойства простых ве-
ществ изменяются от металлических до неметалличе-
ских.
В вертикальном направлении радиусы атомов и их
восстановительные свойства в главных подгруппах уве-
личиваются (окислительные свойства уменьшаются).
Металличность простых веществ усиливается, иеметал-
личность ослабевает.
Диагональное направление. Радиусы атомов, а также и
отношения заряда ионов к их радиусам близки. Элементы
обладают значительным сходством свойств.
64
Виды химических связей
Виды связи Тип молекул, образуемых данной связью Смещения электрон- ной пары Свойства молекул с данной связью
Электровалентная (электростатическое стяжение + и — ионов) Ионные (гетеропо- лярные) Полное 1. Высокие тем- пературы кипения и плавления. Тер- мостойки
.Р+ t 2. Легкая иони- зация в полярных растворителях
3. Сильная элек- тропроводность в растворах и рас- плавах
Ковалентная или атомная (квантово- механическое взаи- модействие — обмен электронов, замыка- ние магнитных по- лей) Ионно-по- лярные Полярные Сильное Слабое 1. Низкие тем- пературы кипения и плавления 2. В полярных растворителях связь переходит в ионную
Неполярные Смещения нет 1. Низкие темпе- ратуры кипения и плавления
2. Не ионизиру- ют в полярных ра- створителях 3. Не электро- проводны
3 Справочник по химии
65
Строение многоатомных молекул
Молекула Форма Межъядерные о расстояния (в А)
со2 Линейная, симметричная О = С = О С = О 1,13
NOa Изогнутая < ONO = 140° 0^ X) N = О 1,18
н2о Изогнутая 0 < НОН = 104—106’ О — Н 0,97
so2 Изогнутая S < OSO = 124’ S= О 1,45
NH3 Правильная ы треугольная пирамида < HNH = 108’ Высота пирамиды Я= 0,3
с2н2 Симметричная вытянутая Н— С = С — н . С-Н 1,06 С = С 1,22
сн4 IL /Н Тетраэдр XZ < при С = 109’28' /\ нх хн С-Н 1,09
С2Н< 1 н\ /н <НСН=114’55' >С = С/ н< хн С —Н 1,06 С = С 1,34
66
Электроотрицательность
В соединениях атомы электроотрицательного элемента
дополняют внешний электронный слой до октета (в слу-
чае Н до 2) за счет всех или части валентных электронов,
предоставляемых атомами электроположительного элемента.
Правила электронного смещения
1. При соединении электронов-неметаллов одного и
того же периода электроны смещаются от элемента с
меньшим порядковым номером (т. е. расположенного в
периодической таблице левее) к элементу с большим по-
рядковым номером (расположенному правее).
2. При соединении элементов-неметаллов одной и той
же подгруппы электроны смещаются от элемента с боль-
шим порядковым номером (расположенного ниже) к эле-
менту с меньшим порядковым номером (расположенному
выше).
3. Атомы элементов-металлов никогда электронов не
приобретают.
4. Атомы инертных газов электронов не приобретают
(так как внешний слой у них уже завершен).
Шкала электроотрицательности
Металлы; Ge, Si, В; Н; С; As, Р; S; Вг, Cl; N; (Аг,
Хе); О; F. Каждый элемент (или группа элементов, знач-
ки которых разделены запятыми) электроотрицателен, ис-
ключая инертные газы, по отношению к последующим.
Вывод формул соединений, в которых электроположительный
элемент проявляет свою максимальную валентность
Сначала решается вопрос о направлении электронного
смещения, затем электроположительному элементу припи-
сывается его максимальная валентность «по кислороду»,
а электроотрицательному — валентность «по водороду»,
т. е. недостающее число электронов для завершения внеш-
него слоя.
67
Формулы, и названия соединений
В формулах на первое место ставится знак электропо-
ложительного элемента (исключения NH3, РН3). По меж-
дународной номенклатуре названия соединений образуют-
ся из первого слога названия электроотрицательного эле-
мента, к которому присоединяется суффикс «-ид»: хлорид
натрия, сульфид калия, нитрид водорода (аммиак).
Водородные соединения элементов главных подгрупп
Пери- оды Группы
1 II III IV V VI VII
2 3 4 5
Li+H- Ве2+Н2“ i В23+Нв- | СН4 1 Ns-H3+ Na+H- Mg2+H2- Al3+H3- Si4+H4- |1 Р Нз К+Н- Са2+Н2" - Ge‘+H4- AsH3 Rb+H" Sr2+H2- - 1 SbH3 Н2+О2" । н+F- H2+S2~ H+Cl- H2+Se2- H+Br- H2+Te2' H+I- кислоты
нелетучие летучие
Слева от левой жирной черты — соединения, в кото-
рых водород электроотрицателен, справа от правой чер-
ты — соединения, в которых водород электроположителен.
В промежутке — соединения — практически неполярны.
Соединения металлов с водородом относятся к ионным
соединениям, поэтому они в отличие от водородных соеди-
нений неметаллов нелетучи и тугоплавки (в таблице отде-
лены пунктирной линией). Соединения неметаллов с водо-
родом являются либо основаниями (их формулы заключе-
ны в пунктирную рамку), либо кислотами.
Аллотропные модификации неметаллов
В аллотропных модификациях неметаллов каждый
атом неметалла связан с соседними атомами. При этом свя-
зей столько, сколько электронов недостает атому для за-
вершения внешнего слоя.
68
Группы
Строение аллотропных модификаций неметаллов
Название Структурная формула Геометрическая формула Валент- ный угол в градусах ч я от 2 * И я в? а я 5
Ромбическая сера (Sg) Пластическая сера (SM) Белый фос- фор (Р«) Красный фос- фор (PNi Черный фос- фор (Р^) Cl— CI zS-Sx ? ? Ч-S'5 -s-s-s-s-s- А р-— _ А А А , VpX XpZ ХрХ XpZ 1 Р-+-р X p-i- zPx„zPx„A„z-P-4 Р Р Р W till -SI—SI—Si-SI- Illi -Si—SI—Si—SI— » Л 1 < Гантель Тетраэдр Сетка из пятизвен- ных колец Складчатая сетка из шестизвенных ко- лец Сетка из тетраэд- ров 107 107 60 около 100 около 100 109°5' Моле- куляр- ная Моле- куляр- ная Моле- куляр- ная Атом- ная Атом- ная Атом- ная
69
Аллотропные модификации с молекулярными решет-
ками летучи (галогены), растворимы в неполярных
растворителях и легкоплавки (все!); с атомными решетка-
ми — нелетучи, неплавки и не растворимы ни в чем. Плас-
тическая сера сходна по физическим свойствам с рези-
ной из-за того, что линейные молекулы этих веществ мо-
гут растягиваться и сокращаться подобно пружинам.
РАСТВОРЫ
Причины, от которых зависит растворимость веществ:
1. Природа растворяющегося вещества: в одном и
том же растворителе различные вещества растворяют-
ся в неодинаковых количествах.
2. Природа растворителя: одно и то же вещество в
разных растворителях растворяется по-разному.
3. Температура: с повышением температуры раство-
римость твердых веществ увеличивается (исключение —
уксуснокислый кальций, сернистый литий и др.). Раст-
воримость газов с повышением температуры умень-
шается.
4. Давление: с повышением давления растворимость
газов увеличивается.
Растворимость солей в воде (качественная характеристика)
Название солей Растворимость солей
Нитраты Все соли растворимы
Сульфаты Большинство солей растворимы. Практически не- растворимы сульфаты бария, свинца и стронция. Малорастворим сульфат кальция
Хлориды Большинство солей растворимы. Практически не- растворимы хлориды серебра, одновалентной ртути и свинца (в холодной воде)
Карбонаты Большинство солей нерастворимы. Растворимы карбонаты натрия, калия, аммония и некоторые кислые соли
Фосфаты Большинство солей нерастворимы. Растворимы фосфаты натрия, калия, аммония и некоторые кис- лые соли
Сульфиды Растворимы только соли калия, натрия, аммония, бария и стронция
71
Растворимость некоторых солей в воде
(в граммах безводного вещества)
Соль В 100 ли воды растворяется при В 100 ? раствора содержится при
20° С 100° с 20° С 100° с
NH4C1 37,4 77,3 27,1 43,6
ВаС12 35,7 58,7 26,3 37,0
KNOs 31,6 245 24,0 71,0
KBr 65,6 104,9 39,6 51,0
KI 144,5 208,0 59,0 67,5
KC1 34,4 56,2 25,5 36,0
КСЮз 7,3 56,2 6,8 36,0
CaCl3 74,5 159,0 42,7 61,3
CuSO4 20,9 73,6 17,3 42,4
NaNOs 88,0 176,0 46,8 63,6
NаНСОз 9,6 23,6 8,8 19,1
Na2CO 3 21,6 44,5 17,8 30,8
NaCl 35,9 39,2 26,4 28,1
HgCl2 6,6 56,2 6,2 36,0
AgNOs 215,5 1024 68,5 90,1
Pb(NO3)2 52,2 127,3 34,3 56,1
Растворимость кристаллогидратов в воде
Названия веществ Формулы Температура (в ’С)
20 40 60 80 100
Медный куно- рос CuSO4.5H2O 17,5 22,8 28,1 34,9 42,4
Железный купо- рос FeSO4.7H5O 21,0 28,7 35,5
Сернокислый никель NiSO4.7H2O 26,9 28,3 35,4 38,7 43,4
Квасцы алюмо- калиевые . . . . KA1(SOA,-12H2O 5,7 12,0 26,1 51,5 —
Сода Na2CO3,10H2O 17,8 33,2 31,7 31,2 45
Сернокислый нат- рий (глауберова соль) Na2SO4-10H2O 16,1 — — — —
72
Растворимость в воде некоторых
малорастворимых солей
( в граммах безводного вещества)
Соль В 100 г воды растворяется при
20» С 100° с
CaSO4 0,204 0,67
SrSO4 0,0114 0,011
BaSO. 0,00023 0,00039
AgCl 0,00015 0,00217
AgBr 0,000012 0,000037
Растворимость газов в воде
(в 1 л при О °C и давлении 760 .« рт. ст.)
Газ Растворимость Газ Растворимость
в г 1 в CM в г В смя
NH3 895 1300000 о2 0,0695 49,2
НС1 825 507000 Оя 0,615 49,4
SO3 228,3 79690 со 0,044 35,4
Cl, 14,6 4610 N2 0,029 23,5
H,S 7,07 4670 н2 0,0019 21,5
c63 3,35 1713 сн4 0,0396 55,6
Изменение растворимости газов с повышением температуры
(количество газа в сл35 растворяющегося в 1 л воды
при нормальном давлении)
Газ Температура (в °C)
0 20 40 60
n2 23,5 16 12 10,2
NH3 1300000 710000 — —
н. 21,5 18,2 16,4 16,0
Воздух 28,8 18,7 14,2 12,2
со2 1713 878 530 360
о2 49,2 31 23 19
CL 4610 2300 1438 1023
Нб1 507000 442000 386000 33900
73
Плотность и процентная концентрация
растворов азотной кислоты
Плотность (в г/слг!) при 15° С Концентрация раствора (в %)
1,000 1,020 1,030 1,050 1,100 1,150 1,200 1,250 1,300 1,350 - 1,400 1,450 1,500 1,520 0,10 3,70 5,50 8,99 17,10 24,83 32,34 39,80 47,48 55,79 65,30 77,28 94,09 99,67
Плотность и процентная концентрация
растворов серной кислоты
Плотность (в г/см3) при 15° С Концентрация раствора (в %)
1,000 1,050 1,100 1,150 1,200 1,250 1,300 1,350 1,400 1,450 1,500 1,550 1,600 1,650 0,06 • 7,37 14,35 20,91 27,32 33,43 39,19 44,82 50,11 55,03 59,70 64,26 68,70 72,96
74
Продолжение
Плотность (в г/сл»3) при 15° С Концентрация раствора (в %)
1,700 1,750 1,800 1,840 1,8415 1,840 1,839 1,835 77,17 81,56 86,92 95,60 97,35 98,72 99,12 99,95
Плотность и процентная концентрация
растворов соляной кислоты
Плотность (в г/сл»3> при 15° С Концентрация раствора (в %)
1,000 1,050 1,100 1,150 1,200 0,16 10,17 20,01 29,57 39,11
Плотность и процентная концентрация растворов
едкого кал», и едкого натра
Плотность (в г 1см3) цри 15“ С Концентра- ция раствора КОН (в %; Содержание твердого КОН - 1 л раствора при 15°С Концентрация раствора ед- кого натра NaOH хв %; Содержание твердого едкого натра н 1 л ра- створа ори 15е С
1,007 0,9 9 0,59 6,0
1,045 5,6 58 3,79 32,6
1,091 10,9 119 8,07 88,0 .
1,125 14,8 167 11,06 124,4
1,180 20,5 242 16,00 188,8
1,220 24,2 295 19,65 239,7
1,285 29,8 385 25,50 327,7
1,357 35,9 487 32,50 441,0
1,410 39,9 363 37,65 530,9
1,468 44,6 655 43,58 639,8
1,530 49,4 756 50,10 766,5
75
Плотность и процентная концентрация
растворов аммиака
Плотность (в е/см“) при 15° С Концентрация раствора (в %) Содержание аммиака в 1 а раствора (в а) ирн 15°С
1,000 0,00 0,0
0,990 2,31 22,8
0,980 4,80 47,0
0,970 7,31 70,8
0,966 8,33 80,4
0,950 12,74 120,9
0,940 15,63 146,8
0,930 18,64 173,2
0,920 21,76 199,9
0,910 24,99 227,2
0,900 28,33 254,7
0,890 31,75 282,3
0,882 34,95 308,0
Таблица растворимости некоторых оснований и солей в воде
1 S. о 2 6 1 о> со Д со о СО 1 СМ TJ- О с/э 4. О сц Д со О о 1 со О 0- 1 со О Z 1сн„соо— Д СО О W
К+ р р р р р р р р. р р р
Ла+ р р р р р р р р р р р
Ва2+ р р р в в в в в р р в
Са2+ м р м в м в в в р р в
Mg2+ м р р в р в в в р р в
А13+ в р — — р в — в р м в
76
Продолжение
1 Д о L у и cl co О 0) 1 СЧ тг . О от 1 СО 'Ф о Сц сч со. О а 1 со о а- 1 СО о Z CHSCOO- счсо О ОТ
H p — — р В — н р р в
Fe2+ H p H H р в в в р р в
Fe3+ H p — __ р в в в р р в
Mn2+ fci p в в р в и в р р в
Zn2+ H p H H р в в в р р в
Ag+ — fi в H м в н в р р в
Hg+ — H H H м в в — р м —
Hg2+ — p в р в н — р —
Cu2+ в p II в р в в в р р в
Pb2+ в M в н в в в в р р в
Bi2+ n — в в р в в — р р в
Sn2+ в p в —- р в — — — р —
nh4+ p p p 1 р 1 р р р 1 "" р 1р 1 -
Примечание. В клетках на пересечении горизонтальных
полос с вертикальными помечена растворимость соответствующего
соединения. Буква «р» обозначает растворимое в воде соединение,
буква «н» — нерастворимое и «м» — малорастворимое; черта в клет-
ке обозначает^ что соединение или не существует или разлагается
водой.
Степень ионизации электролитов в 0,1 и. растворе при 18®С
(в %, для сильных электролитов — кажущаяся).
Ионы, образующиеся Степень
Название электролита при ионизации ионизации
Кислоты
Азотная . н+ NOf 92
Соляная н+ ci- 92
Серная 2Н+ SO*- 58
Фосфорная Н+ H2POf 27
Сернистая 2H+ so§~ 34
Уксусная Н+ CHgCOO- 1,3
Угольная Н+ HCO^ 0,17
Сероводородная . 2Н- s2- 0,07
Борная Н+ H2BO~ . 0,01
Основания
Едкий натр Na+ он- 92
Едкое кали К+ OH- 91
Едкий барит Ва2+ 20 H- 77
Едкий аммоний (гидроокись
аммония) NH+ он- - 1,3
Соли
Тип Ме+А-, например КС1,
NaNOa Ме+ A- 86
Тин Ме^А2" или Ме2+А^~ , на 2Ме+ A2-
пример K2SOa, ВаС12 . . . Ме2+ 2A- 73
Тип Ме^А3* или Ме3+А^, на- ЗМе+ A3* 65
пример А1С18, K3|Fe(CN)e] Ме3+ ЗА'
Тип Ме2+А2~, например CuSOa Ме2+ A2" 40-
78
Под ионом водорода Н+ подразумевается гидратиро-
ванный ион Н+ 4- Н2О = Н3О+ (ион гидроксония).
Диссоциация водородных соединений неметаллов Н+Хл,
в которых водород электроположителен, заключается не
просто в отщеплении протона, а в перемещении его из
молекул Н+Х"'* в молекулы воды или наоборот, например:
а) НС1 + Н2О Н3О+ + G1-, б) NH3+ Н2О = NH+ +ОН".
В первом случае получается кислый раствор, во втором —
щелочной.
Молекулы Н+Х”~ тем прочнее удерживают свои про-
тоны и тем энергичнее притягивают к себе добавочный
протон, чем больше заряд иона Х.п~ и чем меньше его
радиус. Поэтому такие соединения, расположенные в таб-
лице правее и ниже воды (формулы их заключены в рам-
ку), в водных растворах выступают как кислоты. Сила
этих кислот возрастает слева направо и сверху вниз.
Соединения, расположенные левее воды (их формулы зак-
лючены в пунктирные рамки), выступают в водных рас-
творах (аммиак) или при взаимодействии с кислотами
как основания, соединяясь с последними с образованием
солей: РН3-j-HI = PH+I-. Сила этих оснований сверху
вниз уменьшается.
Сила высших кислородных кислот также увеличивает-
ся с возрастанием радиуса аниона и уменьшением его за-
ряда, например:
НС1О4 > H2SeO4 > H2SO4 > Н3РО4 > H2SiO4
сильные кислоты слабые кислоты
Водородный показатель
Произведение молярных концентраций ионов [с ]
воды при 22°С имеет значение
Сн^Сон-^10"7-10”^10^
сд+ = сон- = 10 7
79
Логарифм молярных концентраций водородных ионов,
взятый с обратным знаком, называется водородным пока-
зателем и обозначается pH.
Пример.
Пересчет сн+ в pH:
!g сн+ =—7
рН=7
Характер среды сн + сон" pH
Нейтральная . . 10~’ 10-’ 7
Кислая >10-’ <ю-’ <7
Щелочная . . . <ю-’ >10-’ >7
80
Водородный показатель сильных кислот и оснований
Кислоты Сн+ pH Основания сн+ pH
1н. НС1 0,80 0,1 1н. NH4OH 2,4 .10-1» 11,62
0,1н. НС1 0,084 1,07 0,1н. NH.OH 7,45.10-*2 11,13
1н. СНзСООН з,з-ю-3 2,37 1н. NaOH 0,9 .10-14 14,05
0,1н. СНзСООН 1,4-10“3 2,9 0,1н. МаОН 8,6 .IO"14 13,07
Вода . . 10-’ 7
pH некоторых жидких компонентов человеческого организма
Кровь — 7,32—7,35; моча — 6—5; желудочный сок —
1,73.
Условия, при которых ионные реакции протекают до конца
1. Реакция протекает до конца в том случае, когда
одно из образующихся веществ нерастворимо, например
реакция между НС1 и AgNO3: ионы хлора С1“ и сереб-
ра Ag+ образуют нерастворимое вещество AgCl; реак-
ция идет до конца. В ионной форме уравнение записы-
вается так:
Н++ С1--|- Ag++NO3-=AgCl 4 4-Н++ NO3-
После сокращения:
Ag+ + С1~ = AgCl 4 (характерная реакция на ионы
С1- и Ag+).
2. Реакция протекает до конца, если образуется га-
зообразное вещество, удаляющееся из сферы реакции.
Примером такой реакции является взаимодействие
между серной кислотой и углекислым натрием:
Na2CO3 + H2SO4 = JNa2SO4 + Н2О + СО, f
81
Логарифм молярных концентраций водородных ионов,
взятый с обратным знаком, называется водородным пока-
зателем и обозначается pH.
Пример.
Пересчет сн+ в pH:
!g сн+ =—7
рН=7
Характер среды сн + сон" pH
Нейтральная . . 10~’ 10-’ 7
Кислая >10-’ <ю-’ <7
Щелочная . . . <ю-’ >10-’ >7
80
Водородный показатель сильных кислот и оснований
Кислоты Сн+ pH Основания сн+ pH
1н. НС1 0,80 0,1 1н. NH4OH 2,4 .10-1» 11,62
0,1н. НС1 0,084 1,07 0,1н. NH.OH 7,45.10-*2 11,13
1н. СНзСООН з,з-ю-3 2,37 1н. NaOH 0,9 .10-14 14,05
0,1н. СНзСООН 1,4-10“3 2,9 0,1н. МаОН 8,6 .IO"14 13,07
Вода . . 10-’ 7
pH некоторых жидких компонентов человеческого организма
Кровь — 7,32—7,35; моча — 6—5; желудочный сок —
1,73.
Условия, при которых ионные реакции протекают до конца
1. Реакция протекает до конца в том случае, когда
одно из образующихся веществ нерастворимо, например
реакция между НС1 и AgNO3: ионы хлора С1“ и сереб-
ра Ag+ образуют нерастворимое вещество AgCl; реак-
ция идет до конца. В ионной форме уравнение записы-
вается так:
Н++ С1--|- Ag++NO3-=AgCl 4 4-Н++ NO3-
После сокращения:
Ag+ + С1~ = AgCl 4 (характерная реакция на ионы
С1- и Ag+).
2. Реакция протекает до конца, если образуется га-
зообразное вещество, удаляющееся из сферы реакции.
Примером такой реакции является взаимодействие
между серной кислотой и углекислым натрием:
Na2CO3 + H2SO4 = JNa2SO4 + Н2О + СО, f
81
3. Реакция протекает до конца, если образуется сла-
бо ионизирующее вещество:
а) реакция нейтрализации, при которой образуется
вода, почти не ионизирующая йа ионы:
Н+ + Cl- + Na+ + ОН" = Na+ 4- С1- 4- Н2О
н+4-он- = н2о
б) реакция с образованием веществ, не распадаю-
щихся на свободные ионы:
Hg(NO3)24- 2NaCl = HgCl2 4- 2NaNO3
Hg2+4-2Cl- = HgCl2
Ионные реакции практически необратимы, если:
а) удаляется из сферы реакции одно из образующихся
веществ в виде осадка или газа (пара), б) образуется
слабо ионизирующее вещество.
Гидролиз солей
Гидролиз — реакция обменного разложения между
водой и различными соединениями.
Соли сильной кислоты и сильного основания не гид-
ролизуются (например, NaCl).
1-й случай. Гидролиз соли слабой кислоты и сильного
основания заключается в захвате протонов от молекул
воды ионами кислотного остатка:
Na2CO3 4- Н2О = NaHCO3 4~ NaOH
С02-4- Н2О = нсо3- 4- он-
Раствор имеет щелочную реакцию.
2-й случай. Гидролиз соли сильной кислоты и ела-!
бого основания заключается в захвате ионов гидроксила
от молекул воды ионами металла:
СиС12 4- Н2О = СпСЮН 4- НС1
Си2+ 4- н2о = Спон+ 4- н+
82
Раствор имеет кислую реакцию.
3-й случай. Гидролиз соли слабой кислоты и слабого
основания:
A12S3 4- 6Н2О = 2А1(ОН)3 -J- 3H2S
Гидролиз соли практически протекает полностью.
Реакция раствора может быть кислой,, щелочной или
нейтральной в зависимости от степени диссоциации осно-
вания и кислоты.
Соли, применяемые для охлаждения
Соль Вода — силь (температура воды 13°С) Снег — соль
на 100 вес. ч. воды взять соли (в вес. я.) температура (в °C) на 100 снега соли (в вес. ч. берут вес. ч.) температура (в °C)
KNO. КС1 NH.C1 NH4NO3 NaNO3 NaCl СаС1а.6НаО 16 30 30 60 75 36 250 3,0 0,6 — 5,1 -13,6 - 5,3 10,1 -12,4 13 30 25 45 50 33 82 125 143 1 1 1 1 1 1 1 1 1 СЛ ф* >₽- ** к* >-*•
Охлаждающие смеси
Состав смеси (в вес. Температура (в JC)
Н2О—16; NH4C1 НС1— 9; Na2SO4- Н2О—1: Na2CO3- HNO3—4; NaPO Лед—5; NaCl—2 HNOs-.4; NH41N —5; KNO3—5 10Н2О—8 -1; NH4NO3-1 9.10Н2О—9 ; NH4C1-1 Os—5; Nla2SO4—6 -12 -18 —22 -25 -25 ' -40
83
Более низкие температуры можно получить при сме-
шивании твердой двуокиси углерода СОг с этиловым
спиртом, эфиром или ацетоном. Как правило, при со-
ставлении смеси твердые вещества следует применять
в измельченном виде, а смесь их хорошо перемешивать.
Сосуды со смесью необходимо обвертывать теплоизоли-
рующим материалом.
Законы электролиза (Фарадей, 1833—1834 гр.)
1. Количество вещества, выделяющегося на электро-
дах, прямо пропорционально количеству электричества,
проходящего через электролит.
2. Количества различных веществ, выделяющихся од-
ним и тем же количеством электричества, пропорцио-
нальны их химическим эквивалентам.
Примеры электролиза
1. Электролиз водного раствора хлорной меди CuClas
CuC12^±Cu2+ 4- 2С1-
н2о^±н+ + он-
К—катод
(угольный или медный)
А—анод
(угольный)
2С1--27->С1,
2. Электролиз водного раствора сульфата натрия
Na2SO4;
2Na2SO4 4Na+ 4- 2SO2-
4Н2О^±4Н+4-4ОН'
84
К—катод (угольный)
А—анод (угольный)
4Н+4-4е->4Н->2Н2 f 4ОН~—4е ->4OH->2H2O-f-O2 f
3. Электролиз раствора медного купороса
CuSO4 • 5НгО:
CuSO4«±Cu»4-SO2-
Н2О<±Н++ОН-
К—катод (медь)
А—анод (медь)
Cu2+-j-2e^Cu |
Образование медного
покрытия
Добавления электролита
буется.
4. Электролиз расплава
Си0—2е-*Си2+
«Растворение»
анода
на время процесса не тре-
хлористого натрия NaCl;
2NaCl^t2Na+4-2Cr
К—катод (уголь)
2NaM-2T->2Na
А—анод (уголь)
2С1-— 27->С1г |
5. Процессы, происходящие при гальваническом ни-
келировании!
NiSO4^±Ni2++SQ2-
К—катод (изделие)
Ni2+4-2e-*Ni
А—анод (никель)
Ni—2e->-Ni2+
В итоге происходит непрерывное «растворение» анода
85
Электрохимические эквиваленты
Электрохимический эквивалент — весовое количество
вещества, выделяющегося при электролизе -единицей
прошедшего электричества (1 к), вычисляется по
формуле I = где т—количество вещества, выделенно-
го электрическим током, в миллиграммах, Q — количест-
во электричества в кулонах. Электрохимический экви-
валент часто выражают в граммах, деленных на ампер-
час (3600 к).
Катионы Число граммов В 1 е-дК* Количество вещества (в мг), выделенного зарядом в 1 в
Ag+ 107,9 1,118
А13+ 9,0 0,093
Аи3+ 65,7 0,681
Сн+ 63,6 0,659
Си2+ 31,8 0,329
Мпа+ 27,5 0,285
РЬ2+ ' 103,6 1,074
Zn2+ 32,7 0,339
nh4+ 18,0 0,187
н+ 1,008 0,01044
Электрохимический ряд активности металлов
К, Са, Na, Mg, Al, Мп, Zn, Ее, Сг, Ni, Sn, Pb, |Н|,
Cu, Hg, Ag, Pt, Au.
Чем левее расположен металл в этом ряду, тем он:
а) химически более активен — легче окисляется, т. е.
отдает электроны, б) обладает большими восстановительны-
ми свойствами, в) из ионного состояния восстанавливается
труднее.
86
Каждый металл этого ряда «вытесняет» все металлы,
расположенные правее его, из растворов их солей.
Ряд напряжений металлов
(нормальные электродные потенциалы при 25’ С)
. Металл Электродный процесс Напря- жение (в в) Металл Электродный процесс Напря- жение (в в)
Калий К<-2 к+4-7 —2,92 Кадмий Cd?+Cd2++27 —0,402
Кальций Саг±Са*+42е —2,84 Никель NU»NP++2e —0,23
Натрий Naj^Na++e -2,713 Олово ShjtSn2++2e —0,14
Магний Mgj+Mg2++2e -2,38 Свинец Pbi+Pb2++2e —0,126
Уран иг?из++3 е —1,70 Водород H2ji2H++2e 0,00
Алюми- А1^А13++Зе —1,66 Медь Cu^*Cua++2e +0,34
НИЙ Ртуть 2Hgs+2Hg++27 +0,798
Марга- МпйМп2++2е -1,05 Серебро Ag;2Ag++e +0,799
Н6Ц -0,763 —0,71 Платина Ptj+Pt2+42e 41,20
Цинк Хром Zn^Zn2++2e Cr^Cr3+ + 3e Золото Au;±Au3+43e +1.42
Железо Fe^Fe2++27 -0,44
Электродвижущая сила гальванической пары, со-
ставленной из любых двух электродов, подсчитывается
по формуле Е = et—е2, т. е. путем вычитания потенциала
с меньшей алгебраической величиной из потенциала бо-
лее положительного. Например, для гальванической па-
ры Zn II Си э.д.с. будет равна:
Е = (+0,34 в) - (—0,76 в) = 1,10 в.
Для цепи Zn//Mn э.д.с. будет равна:
Е=(-0,76в) - (- 1,05в)=0,29 в.
87
Дисперсные системы
Увеличение поверхности тела при его дроблении
Длина ребра кубика (в слО Число кубиков Общая поверх- ность (в ом2) Длина ребра кубика (в микронах) 1 Число кубиков Общая поверхность (в Л4а)
1 1 6 1 1012 6
0,1 103 60 0,1 101» 60
0,01 10» 600 0,01 1018 600
0,001 10» 6000 0,001 1021 6000
По мере уменьшения величины частиц степень дис-
персности повышается, и, наоборот, при повышении сте-
пени дисперсности величина частиц уменьшается!
Грубые дисперсии Коллоиды Молекулярные дисперсии
Величина частиц Величина частиц Величина частиц
>100 мк от 100 до 1 мк <1 <мк
Частицы состоят Частицы образо- Частицы содержат
более чем из 10» ваны самое боль- от 103 до 1 атома,-
атомов* например песок в воде шее из 10» атомов или по меньшей ме- ре из 103 атомов, например белковые вещества например сахара раствор
Частицы видимы Частицы иногда Частицы невидимы
в микроскоп могут быть замече- ны с помощью уль- трамикроскопа; они видимы в электрон- ный микроскоп даже в электронный микроскоп
88
Продолжение
Грубые дисперсии Коллоиды Молекулярные дисперсии
Частицы не прохо- дят через бумажный фильтр Частицы легко проходят через бу- мажный фильтр, но задерживаются уль- трафильтром Частицы проходят через бумажный фильтр и ультра- фильтры
Частицы не обла- дают свойством диа- лизироваться и диф- фундировать Частицы с трудом могут быть разделе- ны диализом и пло- хо диффундируют Частицы подверга- ются диализу и диф- фузии
Частицы быстро оседают или всплы- вают (расслаиваются) Частицы не осе- дают или оседают очень медленно Частицы не оседа- ют и не всплывают
Частицы рассеи- вают свет Частицы рассеи- вают свет (свечение Тиндаля) Частицы не рассеи- вают света
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ
Физические и химические свойства водорода
Молекулярный вес................... 2
Плотность по отношению к кислороду 0,06893
» » » к воздуху 0,06952
» жидкого водорода при
—252,8®С......................... 0,07
Плотность твердого водорода при
—260®С ................................. 0,0762
Температура кипения............... —252,8°С
Температура плавления............. —259,2°С
Растворимость при 0°С................ 21,5 мл в 1л воды
» » 10°С............. 19,8 мл в 1 л воды
Содержание в земной коре по весу . 1%
Содержание в атмосфере Солнца . . . 84%
В соединениях водород одновалентен. Его химические
свойства объясняются легкой отдачей электрона. Водо-
род — восстановитель: он вытесняет некоторые тяжелые
металлы из растворов их солей, а при высоких темпера-
турах отнимает кислород от многих соединений, напри-
мер:
СпО -|- Н г—Си 4* Н гО.
Соединяется непосредственно со многими неметалла-
ми: с фтором соединение происходит со взрывом даже
при —200® С, с хлором — со взрывом при 400°С (или
при освещении прямым солнечным светом и при вспыш-
ке магния). Смесь водорода с кислородом в объемном
отношении 2 : 1 (гремучий газ) взрывает от электрической
90
искры и при поджигании, образуя воду. С галогенами
образует соединения HF, НС1, НВт, Ш; с серой — серо-
водород H2S. С азотом дает важное соединение аммиак
NH3, с углеродом — ацетилен С2Н2 (в пламени электри-
ческой дуги).
С некоторыми металлами образует гидриды, напри-
мер гидрид калия КН, гидрид кальция СаН2 и др. Если
расплав гидрида подвергнуть электролизу, то водород
выделяется на аноде, следовательно, его ион имеет от-
рицательный заряд, подобно иону галогена в солях. На
этом основании водород иногда помещают в VII группу
периодической системы.
Физические и химические свойства элементов главной подгруппы
1 группы
Свойства Литий и Натрий Калий К Рубидий Rb Цезий Cs Фран ЦИЙ Fr
Порядковый номер .... Атомный вес 3 11 19 37 55 87
6,94 23 39,1 85,5 133 223
Плотность (г/см3) . . . 0,53 0,97 0,86 1,53 1,9
Температура плавления (в °C) ... . 186 97,7 63,5 38,5 28
Температура кипения (в °C) 1336 880 760 700 650
Соединения с водородом (гидриды) . . LiH NaH КН RbH CsH
Окислы . . Li2O, Na2O, К2О, Rb2O, Cs2O,
Na2O2 К2О, Rb,O, Cs,Oj
Гидро- окиси .... LiOH NaOH КОН RbOH CsOH —
91
Продолжение
Свойства Литий Li Натрий Na Калий К Рубидий Rb Цезий Cs Фран- ций Fr
Соединения с галогенами LiCl NaCl КС1 RbCl CsCl
Аналогичны иодиды 1 бромиды
Соединения с серой (суль- фиды) . . . . LisS Na3S K3S — — —•
Атомы легко отдают наружный электрон, превра-
щаясь в положительно заряженный одновалентный ион
с конфигурацией предыдущего инертного газа; присое-
динять электрон не могут; энергичные восстановители.
Отношение к кислороду и галогенам-, .литий, нат-
рий и калий загораются при небольшом нагревании. Ру-
бидий и цезий самовоспламеняются со взрывом.
Отношение к воде-, вытесняют водород, образуя силь-
ные основания; LiOH обладает наименьшей раствори-
мостью в воде и напоминает гидраты окислов щелочно-
земельных металлов. Почти все соли легко растворя-
ются в воде.
Физические и химические свойства элементов главной подгруппы
11 группы
Свойства Бериллий Be Магний Mg Кальций Са Строн- ций Sr Барий Ва Радий Ra
Порядковый номер .... 4 12 20 38 56 88
Атомный вес 9,01 24,32 40,08 87,63 137,36 (226)
Плотность (в а/сл3) . . . 1,82 1,74 1,55 2,6 3,6 6,0
62
Продолжение
Свойства Берил- лий Be Магний Mg Кальций Ca Стронций Sr Барий Ba Радий Ra
Температура плавления (в°С' 1284 651 851 777 717 960
Температура кипения (в °C) 1970 1107 1439 1383 1640 1140
Соединения с водородом (гидриды) . . — — CaH, SrH, BaH2 RaH2
Окислы . . ВеО MgO CaO, CaO2 SrO, SrO2 BaO, BaO2 RaO
Гидро- окиси .... Ве(ОН)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 Ra(OH)a
Соединения с галогенами ВеС1- MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2 RaCl3
Соединения с серой (суль- фиды) .... BeS Mgs CaS SrS В aS
Соединения с углеродом (карбиды) . . ВеС2 MgC2 CaCg — BaC2
Атомы всех элементов II группы легко отдают два
наружных электрона, превращаясь в положительно за-
ряженные ионы. Во всех соединениях элементы исключи-
тельно двухвалентны. Проявляют большую химическую
близость друг к другу. Все, кроме бериллия, обладают
ярко выраженными металлическими свойствами.
Отношение к кислороду-, на воздухе быстро окисля-
ются, образуя окиси металлов.
93
Отношение к воде: вытесняют из воды водород при
обыкновенной температуре; бериллий и магний реаги-
руют медленнее, поскольку их гидроокиси труднее раст-
воряются в воде.
Большинство солей незначительно растворяется в
воде.
Физические и химические свойства элементов главной подгруппы
111 группы
Бор Алюминий Галлий Индий Таллий
Свойств» в А1 Ga In Tl
Порядковый но- мер 5 13 31 49 81 .
Атомный вес Плотность 1.0,82 26,97 69,72 5,91 114,76 7,31 204,39 11,85
(в г/см3) .... 3,33 крист- 2.7
Температура плавления (в °C) 2075 659,8 29,78 155 303
Температура кипения (в °C) 3860 2500 2244 2000 1472
Соединения с водородом (гид- риды) В2Н4 Не об разую T
Окислы .... в2о3 А120з Ga2u з fogOg T12O3
Гидроокиси . . В(ОН)8 А1(ОН), Ga(OH)3 In(OH) з T1(OH)3
Н3ВО3 ПАЮ,
Соединения с галогенами . . . ВС13 А1С13 GaCl g InCis Ticis
Соединения с серой (сульфиды) I3sSs Al2Sg Ga2S з In2Ss Tlas3
Соединения с
углеродом (кар- биды) В„С АЦСз —- — —»
04
Металлические свойства благодаря наличию трех
электронов в наружной оболочке атома выражены сла-
бей, чем у элементов I и II групп. Все элементы трехва-
лентны.
Физические и химические свойства элементов главной подгруппы
IV группы
Свойства Углерод С Кремний Si Германий Ge Олово Sn Свинец Pb
Порядковый ио- 14
мер 6 32 50 82
Атомный вес Плотность 12 28,06 72,6 118,7 207,2
(в г/см3) 3,51 (алмаз) 2,4 5,4 7,3 11,3
Температура плавления (в °C) 3500 1415 958 231,9 327,3
Температура кипения (в °C) . . 2600 2700 2337 1750
Соединения с
кислородом . . . со, SiO, GeO, SnO2 PbO,
со2 SiOj GeO2 Pbo2,
PbsO4
Соединения с водородом . . . С2Н2, СН4идр. SiH4 GeHs SnH4 —
Соединения с
галогенами . . . СС14 SiCl4 GeCl4 SnCl2, PbCL, PbCl4
SnCl4
Соединения с SiS2
серой cs2 Ge52 SnS2, Pbs2,
SnS PbS
С увеличением заряда
усиливаются; углерод и
ядра металлические свойства
кремний — неметаллы, у гер-
95
мания появляются металлические свойства, а у олова и
свинца металлические свойства уже преобладают над
неметаллическими. У всех элементов высшая валент-
ность, как положительная, так и отрицательная, равна
четырем.
Аллотропные модификации углерода
Алмаз Графит
Цвет Бесцветный Темно-серый с метал- лическим блеском
Кристаллическая система Тетраэдричес- кая Гексагональная
Расположение ато- Все атомы уг- Атомы расположены
мов в кристалле лерода располо- жены на одина- ковых расстоя- ниях друготдру- 0 га — 1д54 А по углам правильных шестиугольников, лежа- щих в параллельных плоскостях. Расстояние О между плоскостями 3,4А, между атомами в плос- костях 1,45А
Твердость (по шка- 0,5-1
ле Мооса) 10
Плотность (в г/см3, Теплота сгорания 3,51 2,22
(в ккал) 94,31 94,81
Электропровод- Не проводит Хорошо проводит
ность электрического тока электрический ток
Продукт сгорания со8 соа
96
Так называемый «аморфный уголь» (древесный, жи-
вотный, сажа) представляет собой графит, находящий-
ся в очень высокой степени раздробленности.
Физические и химические свойства элементов главной подгруппы
V группы
Свойства Азот N Фосфор p Мышьяк As Сурьма Sb Висмут Bl
Порядковый но-
мер 7 15 33 51 83
Атомный вес Плотность в твердом состоя- 14,008 30,975 1,82 (белый) 74,91 1,97 (желтый) 121,76 . 209
нии (в г/см3} . . 1,0 2,20 (крас- ный) 5,72 6,7 ’ 9,8
Цвет Бесцвет- Белый, Желтый, Желтый, Красно-
Температура ный черный, красный серый, s сереб- ристый серебри- стый ватый
плавления (в ®С) Т емпература ки- —210 44,2 (белый) 814 (при давлении 36 ат) 631 271
пения (в °C) . . —195,5 280,5 (белый) 615 (возг.) 1635 1560
Состав молекул в парообразном со-
СТОЯНИИ .... Соединения с n2 Р^Р; Asa^As., Sb^Sb2 Bi2^Bi
водородом . . . Соединения с NH8 РН3 AsHs SbH3 BiH3
металлами . . . Mg3Ns Са3Р 9 Na3As Mg3Sb2 Mg3Bi2
Окислы (III) N2O3 Р2О3 As2O3 H 3AsO3 Sb2O3 Sb(OH)3 Bi2O3
Гидроокиси hno2 Н3РОЭ Bi(OH)3
Соединения с
галогенами . . . NC13, NF8 PCJ, AsC) a SbCl3 BiCl8
4 Справочник до химии
97
Продолжение
Свойства Азот N Фосфор р Мышьяк As Сурьма Sb Висмут Bi
Окисли (V) . . n2o8 Р2О8 AsgOfi SbgOg
Гидроокиси . . Соединения с HNO3 НРОз HAsO3 HSbO8 HBiO3
галогенами . . . — РС1Ь — SbCls
ОКОЛО
1500°. С
пары
фосфора
ОКОЛО
4000
возгонка
а
красный
280°£
кипение
/быстрое
охлаждение
44,1°Т_______
плавление
комнагк
темпер.
р4
красный
1нераств. в С62
устойчивый
р4
/белый
раств.в CS2
не устойчивый
Рис 5. Аллотропические видоизменения
фосфора.
Металлические (основные) свойства усиливаются: азот
и фосфор — неметаллы; мышьяк, сурьма и висмут —
амфотерные элементы.
98
Физические и химические свойства элементов главной подгруппы
VI группы
Свойства Кислород О Сера S Селен Se 1 Теллур 1 Те
Порядковый номер .... 8 16 34 52
Атомный лес 16 32 78,96 127,61
Цвет . . . Бесцветный Желтый Красно- Белый, в
Плотность в твердом состо- янии (в г/см3) 1,12 1,96 бурый ' 4,46 порошке черно- бурый 6,35
Температура плавления(в°С) —218,8 (моноклин- ная) 2,07 (ромбиче- ская) 112,8 (моноклин- ный) 4,79 (гексаго- нальный) 170 (гексаго- нальный) 453
Температура кипения (в °C) —183 (ромбиче- ская) 119 (моноклин- ная) 444,5 688 1012
Соединения с металлами . . Окислы Сульфиды Селениды Теллуриды
Соединения с водородом . . Н2О, Н2О2 H2S H2Se Н2Те
Соединения с кислородом SO2 — газ SeO—тверд. ТеО—тверд.
Соединения с углеродом . , со, со2 SO з—тверд. cs2 CSe2
Соединения с хлором . . . СЦО, С1О2, SCld> S2C12 SeCL, Se,Cl„ ТеС12, ТеС14
GlgO?
4*
99
Все элементы обладают ясно выраженным свойством
присоединять электроны до октета (Н2О, H2S и др.).
Окислительная активность нейтральных атомов в ря-
ду О—S—Se—Те понижается, неметаллические свойства
постепенно ослабевают.
Свойства кислорода и озона
Свойства Кислород — О 2 Озон — О3
Молекулярный вес 32 48
Запах Без запаха Острый, характер- ный («озон» — пахну- щий)
Цвет Бесцветный, в тол- стых слоях голубова- тый Голубоватый даже в небольших количе- ствах
Физиологическш Обусловливает жиз- В небольших кон-
свойства ненные процессы центрациях полезен (убивает болезнетвор- ные организмы), в больших — ядовит
Химические свой- Активен: соедини- Сильный окисли-
ства ется со всеми элемен- тами, кроме инертных газов тель вследствие вы- деления при распаде атомарного кислоро- да: Оз = О2 + О
Температура плав- ления (в °C) —218,8 -251,4
Температура кипе- ния (в °C) —183 -111,9
Физические и химические свойства галогенов (VII группа)
Свойства Фтор F Хлор CI Бром Вг Иод 1
Порядковый номер Атомный вес . . . Молекулярный вес 9 19,00 38,00 17 35,457 70,914 35 79,92 159,84 53 126,91 253,82
шОО
Продолжение
Свойства Фтор F Хлор С1 Бром Вг Иод I
Цвет Плотность (в г)см3) Температура плав- ления (в °C) ... . Температура кипе- ния (в °C) Агрегатное состоя- ние при обычных ус- ловиях ...... Зелено- вато- желтый 1,11 -223 -188,1 Газ Желто- зеленый 1,568 -101,3 —34,7 Газ Красно- бурый 3,12 —7,3 59 Жид- кость Темно- фиолето- вый 4,93 113,9 183 Твердый
Очень активные элементы: вступают в соединение
со всеми простыми веществами. Наиболее характерное
химическое свойство — присоединение электрона, отда-
ваемого металлами. Все — энергичные окислители. С уве-
личением заряда ядра химическая активность молекул
уменьшается, химическая активность ионов увеличивает-
ся, металличность усиливается.
Порядок вытеснения одних галоге- нов другими Отношение к водороду F HF Образу- ется со взрывом при обык- новенной температу- ре С1 ► НС1 Образу- ется со взрывом при нагре- вании или на прямом свету Вг НВг Образу- ется при повышен- ной темпе- ратуре 1 HI Обра- зуется при сильном нагревании
101
Физические свойства элементов нулевой группы
Свойства Гелий Не Неон Ne Аргон Аг Крип- тон Кг Ксенон Хе Радон Rn
Порядковый но- мер Атомный вес Плотность (в г/л) Плотность по воздуху . . . . Температура плавления (в °C) Температура кипения (в °C) '. . 2 4,003 0,178 0,1381 —272 —268,98 10 20,183 0,899 0,695 —248,61 —246,3 18 39,944 1,7837 1,3799 —187,9 -185,84 36 83,80 3,736 2,89 —157,1 —151 54 131,30 5,851 4,51 —112 —108,5 86 222 9,96 7,31 —71 —61,8
Все эти элементы — инертные газы. В настоящее
время получены некоторые соединения их с водой, водо-
родом, фтором, органическими веществами. Молекулы
их одноатомны, т. е. атомы в молекулы не соединяются.
Атомы их содержат в наружном слое 2 (у гелия) или8элек-
тронов.
Физические и химические свойства элементов побочной подгруппы
I группы
Свойства Медь Си )' Серебро Ag Золото Аи
Порядковый но- мер 29 47 79
Атомный вес Плотность 63,54 107,88 197,00
(в г)см3) .... 8,9 10,5 19,3
1 емпература плавления (в С) 1083 960,5 1063
Температура ки- пения (в °C) . . 2580 2600 2710
102
Продолжение
Свойства Медь Си Серебро Ag Золото Au
Соединения с
кислородом . . . Си,О, СиО Ag2O Au,O, Аи20з
Гидроокиси . . СиОН, Си(ОН)2 AgOH Аи(ОП)з
Соединения с
галогенами . . . СиС1, СиС1„ AgCl, AgBr, AuCl, AuBr,
Соединения с Cui, СиВг, СиВг,, CuF, CuF., Agl Aul, AuCLs, АиВгз
серой Cu2S, CuS Ag2S Au2S,Au2S3
Атомы элементов этой подгруппы содержат в на-
ружном слое один электрон, как и атомы элементов
главной подгруппы. Но при реакциях могут участвовать
электроны и второго снаружи электронного слоя, поэто-
му и образуются соединения с: валентностью два (Сп2+)
и три (Ап3+).
Валентные электроны этих элементов расположены
ближе к ядру, поэтому прочнее им удерживаются. У ме-
ди, серебра и золота активность меньшая, чем у щелоч-
ных металлов. %
Физические и химические свойства элементов побочной подгруппы
И группы
Свойства Цини Zn Кадмий Cd Ртуть Hg
Порядковый но- мер 30 48 80
Атомный вес 65,38 112,41 200,61
Плотность . . . (в е/см3) 7,14 8,65 13,55
103
Продолжение
Свойства Цинк Zn Кадмий Cd Ртуть Hg
Температура плавления (в °C) 419,4 321 —39,9
Температура пения (в °C) ки- 913 767 357
Соединения кислородом . с ZnO (белый) CdO (бурый) HgO (желтый или красный)
Гидроокиси • • Zn(OH)3 (амфотерен) Cd(OH)2 Hg(OH)5
Соединения галогенами , с ZnCl2 (белый) CdClg (белый) Hg»Cl2, Hgl2 HgCl2 (крас- ный, белый или желтый)
Соединения серой » , . , с ZnS (белый, в воде нерастворим) CdS (желтый, не- растворим) HgS (черный, не- растворим)
Ртуть образует с хлором соединение HgaCh, в кото-
ром ртуть одновалентной является лишь формально.
На самом деле это соединение (хлористая ртуть, или
каломель) имеет следующее строение: Cl—Hg—Hg—CL
Из этой формулы ясно, тто валентность ртути равна 2.
У атомов элементов этой группы второй наружный
18-электронный слой более устойчив, чем у элементов
подгруппы меди. Они имеют только положительную ва-
лентность.
104
Физические И химические свойства элементов побочной подгруппы
1П группы
Свэйства Скандий So Иттрий Лантан ba Актиний Ac
Порядковый номер 21 39 57 89
Атомный вес . . . 44,96 88,92 138,92 (227)
Плотность (в г/глг’) 3,1 4,34 6,15 10,07
Температура плав- ления (в “С) ... . 1538 1525 920 1050
Температура кипе- ния (в ЬС) 2627 2780 3370 3300
Соединения с кис- лородом SC2Og Y3O3 Ac2Og
Гидроокиси . . . Sc(OH)g Y(OH)3 La(OH)3 Ac(OH)s
Соединения с гало- генами • ScCla ¥С1з LaClg, LaF з AcCla
Элементы этой подгруппы содержат во внешнем слое
по 2 электрона, а в предыдущем 9 (8+1). Общее число
валентных электронов у этих элементов равняется 3.
Все элементы — редкие рассеянные металлы. Их окислы
и гидроокиси проявляют основные свойства.
Кроме названных элементов, к этой группе относят-
ся 14 элементов с порядковыми номерами 58—71. Эти
очень близкие между собой по химическим свойствам
элементы получили название редкоземельных элементов
или лантаноидов (т. е. сходных с лантаном). Химичес-
кое сходство их обусловлено структурой внешних элект-
ронных слоев! при переходе от элемента 58 к последую-
щему изменение происходит только в третьем наружном
слое с 18 (у лантана) до 32 (у лютеция).
105
Физические и химические свойства элементов побочной подгруппы
IV группы
Св ойства Титав TI Цирконий Zr Гафний Ht
Порядковый номер 22 40 72
Атомный вес . . . 47,90 91,22 178,5
Плотность (в г/слг1) Температура плав- 4,54 6,52 13,31
ления (в 0 С) ... Температура кипе- 1725 1830 2230
ния (в °C) .... Соединения с кис- 3170 4500 5400
лородом TiO2 (рутил) ZrO2 HfO,
Гидроокиси . . . Соединения с угле- Ti(OH)4 Zr(OH), Hf(OH)4
родом TiC ZrC HfC
Соединения с гало-
генами TiCl2, TiCl3 ZrCl4, ZrF4 HfF4
TiCl4 *
Элементы этой подгруппы в наружном слое имеют
по 2 электрона, а в предыдущем — по 10 (8+2) электро-
нов. Наличие четырех валентных электронов обуслов-
ливает сходство этих элементов с элементами главной
подгруппы. Все элементы — металлы. Гидроокись Ti(OH)4
амфотерна; основные свойства их усиливаются от Ti(OH)4 к
Hf(OH)4.
Физические и химические свойства элементов побочной
подгруппы V группы
В а Свойства V Ванадий V НиоОий Nb Тантал Та
18-элег ковыи номер 23 41 73
нодгру.Ыц вес _ 50,95 92,91 180,95
лентноисть (в г/смл) 6,11 8,57 16,6
104
Продолжения
Свойства Ванадий V Ниобий Nb Гавтал Ta
Температура плав- ления (в °C) ... Температура' кипе- ния (в °C) Соединения с кис- лородом Гидроокиси . . . Кислоты Соли Соединения с уг- леродом (карбиды) Соединения с гало- генами 1900 3330 v2Os, У2о, V(OH)5 HVO3 KVO3 (ванадаты) VC VF6 2497 4842 Nb2Os Nb(OH)6 HNbOg KNbO8 (ниобаты) NbC NbClg, NbF5 2850 5300 3 ajOs Ta(OH)6 HTaO3 KTaO, (танталаты) TaC TaCl5, TaF5
Атомы элементов подгруппы ванадия содержат в на-
ружной и предпоследней оболочках 5 валентных электро-
нов: у ванадия 3+2, у ниобия 4+1, у тантала 3+2. По-
этому высшая их валентность равна 5. Низшие окисли
обладают основными свойствами, а высшие — ангидриды
кислот.
Физические и химические свойства элементов побочной подгруппы
VI группы
Свойства Крон, Сг Молибден МО Вольфрам W Уран
Порядко- вый номер 24 42 74 92
Атомный вес .... 52,01 95,95 183,86 238,07
Плотность (в г/см3) 7,16 10,2 19,3 19,04
107
Продолжение
Свойства Хром Сг Молибден Мо Вольфрам W Уран и
Темпера- тура плав- ления (в °C) Темпера- тура кипе- ния (в °C) Соедине- ния с кисло- 1903 2567 2620 4800 3377 5372 1133 3862
родом . . . Гидрооки- СгО, Сг2О3, СгО3 закись окись хромо- хрома хрома вый ангид- рид МоО2, МоОз WO,, wo3 ио2, ио3
си .... Сг(ОН)2,Сг(ОН)3, Н2СгО,, Н2Сг2О, Н2МоО4 H2WO4 н2ио4
У атомов элементов этой подгруппы при химических
реакциях участвуют электроны двух слоев, а не одного
слоя, как у элементов главной подгруппы. В химических
соединениях элементы проявляют только положительную
валентность и не могут образовывать отрицательно за-
ряженных ионов, так как не создается условий для по-
полнения октета.
Физические и химические свойства элементов побочной подгруппы
VII группы
Свойства Марганец Мп Технеций Тс Рений Не
Порядковый но- мер 25 43 75
Атомный вес 54,94 99 186,22
108
Продолжение
Свойства Марганец Мп Технеций Тс Рений Не
Плотность (в г /см3) .... 7,4 11,5 20,2
Температура плавления (в °C) 1250 2140 3035
Температура ки- пения (в °C) . . . 2120 2700 5642
Соединения с кислородом . . . МпО, Мп20з, МпОо, Мп2О7 Мп(ОН)2 ТсО2, Тс20, Ве20з, ReO2f ReOs, Re2O,
Гидроокиси . . —
Соединения с серой MnS, MnS, Tc2S7 ReS2, Re2S,
Соединения с галогенами . . . МпС12, MnCls —- ReCis, ReCl6
В химических реакциях эти элементы проявляют
только положительную валентность; это обусловлено
малым числом электронов во внешнем слое (1—2), что
не создает условий для образования устойчивого октета.
Физические и химические свойства элементов семейства железа
Свойства Железо Fe Кобальт Со Никель N!
Порядковый но- мер 26 27 28
Атомный вес Плотность 55,85 58,94 58,71
(в г/см3) .... 7,86 8,8 8,8
Температура плавления (в °C) 1530 1490 1452
Температура кипения (в °C) 2730—3000 2255 2140
109
Продолжение
Свойства Железо Fe Кобальт Co Никель Ni
Соединения с кислородом . . . Гидроокиси . . Соединения с галогенами . . . Соединения с серой Кристаллогид- раты ..... Цвет гидрати- рованных ионов. FeO, Fe2Os Fe(OH)2i Fe(OH)3 FeClj, FeCls FeS, FeS2 FeSO,.7H2O Fea+ бледно- зеленый, Fe3+ желтый | CoO, Co2Os Co(OH)2, Co(OH)3 CoCl2, C0CI3 CoS, CoS2 CoSOr7H2O Co2+ розово красный NiO, Ni2O3 Ni(OH)2, Ni(OH)s NiCl2 NiS NiSOr7ILO Ni2+ ярко-зе- леный
Рис. 6. Железо и его соединения.
Атомы элементов этого семейства во внешнем слое
имеют по 2 валентных электрона. Это и обусловливает
низшую положительную валентность элементов в соеди-
ни
нениях, равную +2. При образовании соединений с ва-
лентностью +3 уже участвуют электроны предпослед-
него слоя. С повышением валентности изменяется харак-
тер окислов и их гидратов от основных, например Ее(ОН)а,
до кислотных, FeO3— уже кислотный окисел. Соли силь-
ных кислот обладают хорошей растворимостью в воде.
Химически чистые железо, кобальт и никель стойки про-
тив коррозии.
Физические и химические свойства
семейства платиновых металлов
Свойства Руте- ний Ru Родий Rh Палла- дий Pd Осмий Os Ири- дий 1г Пла- тина Pt
Порядковый номер . . 44 45 46 76 77 78
Атомный вес . . . . . 101,1 102,91 106,4 190,2 192,2 195,09
Плотность (в a/cjns) . . . 12,6 12,4 12,0 22,6 22,5 21,45
Температура плавления (в °C) 2430 1966 1550 2700 2443 1769
Темп ер ату ра кипения в °C) 4200 3667 3112 4610 4350 4000
Первая триада этих элементов — легкие платиновые
металлы (их плотность около 12 г/сл3), вторая — тяже-
лые платиновые металлы (плотность около 22 г/сл3).
Все эти элементы очень стойки: на воздухе и во влаж-
ной среде не тускнеют (не корродируют); на них не дей-
ствуют кислоты (за исключением платины, которая раст-
воряется в царской водке, и палладия, взаимодействую-
щего с азотной кислотой).
Ш
Физические свойства важнейших „неорганических соединений
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в °C)
плавления | кипения
Азот Закись азота n2o 44,02 —90,8 —88,5
Окись азота . . NO 30,01 -163,7 —151,8
Азотистый ан- гидрид n2o3 76,02 -102 3,5
Двуокись азо- та ....... no2^n2o4 46,01 Разлага- ется 20,7
Азотный ангид- рид n2o5 92,02 108,02 —9,3 32,3 —
Азотистая кис- лота hno2 47,02 Возгоняется Известна только
Азотная кис- лота HNO3 63,02 в раст! -41 юрах Разлага-
Аммиак .... NH3 17,03 -77,7 ется -33 л
Аммоний азот- нокислый .... NH4NO3 80,05 169,6 Разлага-
Аммоний гид- роокись nh4oh 35,05 ется
Аммоний сер- нокислый . . . . (NH4)2so4 132,15 Разлагается Разлага-
Аммоний хло- ристый nh4ci 53,50 Возгоняется ется
Алюминий Окись алюми- ния AljjOg 101,96 350 2010 2980
Гидроокись алю- миния A1(OH)3 77,99 — —
112
Продолжение
Название Формула Мэлеку- лярный вес Температура (в °C)
нлавления кипения
Квасцы алю- мокалиевые . . . KAl(SO,),.12HaO 474,40 92 (обезво- Разлага-
Хлористый алю- миний (кристал- логидрат) . . . . А1С13.6НгО 241,45 женный) ется
Хлористый алю- миний безводный А1С13 133,34 192,6 Возгона-
Барий Окись бария ВаО 153,36 1920 ется 2000
Перекись ба- рия ВаО2 169,36 450 Разлага-
Гидроокись ба- рия (едкий ба- рий) Ва(ОН)2.8Н2О 315,50 78 ется Разлага-
Азотнокислый барий Ba(NO3)2 261,38 595 ется Разлага-
Сернистый ба- рий В aS 169,43 2000 ется
Сернокислый барий BaSO4 233,43 1580
Углекислый ба- рий ВаСО3 197,37 1740
Хлористый ба- рий ВаС12.2Н2О 244,31 (при 90 ат) Обезвожи-
• вается при температу- ре 113°С‘
ИЗ
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в °G)
плавления кипения
Бор
Борный ангид- рид (окись) . . . Борная кисло- та (орто) . . , . В20з Н3ВО8 69,64 61,84 450 Разлагается 185 I860
Бром
Бромистый во- дород НВг 80,93 —88,5 -66,8
Водород
Вода Перекись во- дорода . . . . . Цианистый во- дород Н2О н202 HCN 18 34,02 27,03 0 -0,46 -13,3 100 69,7 25,6
Железо
Закись железа Окись железа Закись-окись железа Гидрат закиси железа Гидроокись же- леза Сернистое же- лезо FeO Fe2O3 Fe3Oa Fe(OH)2 Fe(OH)3 FeS 71,85 159,70 231,66 89,87 106,87 87,92 1420 1565 1538 Разлагается 1193 Разлага- ется при 300° С
ш
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в °C)
плавления кипения
Сернокислое за- кисное железо FeSO4-7H2O 278,03 64 Обезво-
Сернокислое окисное железо Fe2(SO4)j. 399,90 Разлагается живает» ся
Углекислое же- лезо FeCO3 115,86 Разлагается
Фосфорнокис- лое железо . . . FeP0r2H,0 186,86 — -
Хлористое же- лезо FeCl2 126,76 672 012
Хлорное же- лезо FeCls 162,22 304 315
Хлорное желе- зо (кристалло- гидрат) FeCl8-6H2O 270,32 37 285
Иод Йодистый во- дород Hl 127,92 -50,8 -35,4
Калий Окись калия K2O 94,2
Гидроокись ка- лия (едкое кали) KOH 56,10 400 1320—
Азотнокислый калий KNO3 101,10 334 1326 Разлага-
Бромистый ка- лий KBr 119,02 730 ется 1380
Двухромово- кислый калий . . ^2^Г2^7 294,22 398 Разлага-
ется
115
Продолжение
Наавапи. Формула Молеку парный вес Температура (в “С)
плавления кипения
Железистоси- неродистый ка ЛИЙ KtFe(CN)e.3H О 422,41
Железосинеро- дистый калий . . K8Fe(CN)„ 329,26 Разлагается __
Йодистый ка ЛИЙ KJ 166,01 680—686 1323
Марганцово кислый калий . . KMnO„ 158,04 Разлагается
Сернокислый калий . . . . K2SO3 174,27 1076 2000
Углекислый ка- лий (поташ) . . К2СО8 138,21 891 Разлага-
Фосфорнокис- лый калий (одно- замещенный) . . KHSPO. 136,09 252,6 ется
Фосфорнокис- лый калий (дву- замещенный) . . KjHPO, 174,18
Фосфорнокис- лый калий . . . к3РО4 212,27 1340
Хлористый ка- лий КС1 74,56 768 1406
Хлорноватокис- лый калий (бер- толетова соль) KC1O3 122,56 368,4 Разлага-
Хромовокис- лый калий . . . КгСгО, 194,20 968,3 ется
Цианистый ка- лий KCN 65,11 634,5 —
Кальций Окись кальция СаО 56,08 2580 2850
Гидроокись кальция . . . . Ca(OH)2 74,10 Разлагается —
И16
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в
плавления i кипения
Карбид каль- ция СаС2 64,10 2300
Азотнокислый кальций . , . . Ga(NO3)2-4HsO 236,16 40 Разлага-
Сернокирлый кальций , . . . CaSO4 136,15 1450 ется
Фосфорнокис- лый кальций . . Са3(РО4)2 310,20 1670
Фтористый кальций . . . . CaF2 78,08 1360 2500
Хлористый кальций .... CaCl, 110,99 772 1600
Хлористый кальций (кристал- логидрат) . . . , СаС12-6Н2О 219,09 29,92
1 Цианамид каль- ция CaCN2 80,09 (обезвожен- . ный) Разлага-
Кремний Двуокись крем- ния SiO2 60,09 1710 ется го- рячей водой 2230
Кремниевая кислота (мета) H2SiO3 78,11 В свободна >м виде
Силан (моно) SiH4 32,12 не сущее —185 твует —112
Карбид крем- ния (карборунд) SiC 40,06 2700
ЧетырехзСлори- стый кремний SiCl, 169,92 .-70 57,0
117
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в °C)
плавления кипения
Магний
Окись магния Гидроокись MgO 40,32 2800 . 3700
магния Азотнокислый магний (кристал- Mg(OH)2 58,34 Разлагается —
логидрат) . . . . Сернокислый ме(но,)в-бнго 256,43 95
магний Сернокислый магний (горькая MgSO, 120,39 1120 —
соль) Углекислый MgSOr7H2O 246,50 1127 (раз- лагается)
магний Марганец Двуокись мар- MgCOj 84,33 (Разлагает- ся' 350
ганца Марганцовый Mn2O 86,94 Разлагается при 535°С
ангидрид . . . . Марганцовая Mn2O, 221,88 —20 Взрыва- ется при 70°С
кислота Сернокислый HMnO, 119,95 Известна только в растворе
марганец . . . . Медь MnSO4.7H2O 277,11 280 Обезвожен- ный
Закись меди . Cu2O 143,08 1235 Разлага- ется при 1800°С
118
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в ’С)
алавления | кипения
Окись меди . . Гидроокись СиО 79,54 1026 — .
меди Азотнокислая медь (кристалло- Си(ОН)2 97,56 Разлагается —
гидрат) Сернистая медь Cu(NO,)..3HaO 241,6 114,5 —*
(окисная) . . . . Сернокислая медь (медный ку- CuS 95,61 Разлагается при 220° С
порос) Углекислая (ос- CuSO4.5H2O 249,69 200 Разлага- ется при 650° С
новная) медь . . СиСОа.Си(ОН)„ 221, И Разлагается при 200° С —
Хлорная медь Мышьяк Мышьякови- CuCl2.2H2O 170,49 Разлагается
стый ангидрид Мышьяковый AS2O3 197,82 275 457,2
ангидрид . . . . Мышьяковистая As2O6 229,82 315 —
кислота . . . . . Мышьяковая HsAsO3 125,93 Известна в paci ТОЛЬКО гворе
кислота (орто) Мышьякови- стый водород H3AsO4 41,93 При 25,5° вод С теряет У
(арсин) . . . . . Двусернистый AsH3 77,93 —116,9 —62,5
МЫШЬЯК . . . , Трехсернистый AS2S2 213,97 307 575
мышьяк ASgSg 246,13 300 707
119
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный neo Температура (в 'О
плавления кинения
Натрий Окись натрия Na2O 61,98 Возгоняется
Перекись нат- рия Na2O2 77,98 при 1275® С Разлагается
Гидроокись нат- рия (едкий натр) NaOH 40,00 320,4 1390
Азотнокислый натрий NaNO3 85,00 310 Разлага-
Бромистый нат- рий NaBr.2H2O 138,94 50,2 (обез- ется при 380° С 1390
Бура (тинкал) Na,B,0,.lCiH,0 381,42 воженный) 75
Двухромово- кислый натрий Ка2СгйО,.2Н..О 298,03 320 Разлага-
Йодистый нат- рий NaI.2H2O 185,93 (обезвожи- вается) ется при 400® С мак
Кремнекислый натрий Na2SiO3 122,06 1089 **
Мышьяково- кислый натрий Na3AsO,. 12H3O 424,08 29 Разлага»
Сернистый нат- рий Na2S.9H2O 240,19 Обезвожива- ется Разлага-
Сернистокис- лый натрий . . . Na2SO3.7H2O 252,15 ется при 49° С Разлагается ется
Серноватисто- кислый натрий (гипосульфит) . . Na2S2O3.5H2O 248,19 при 150® С Разлагается
при 48,5° С
120
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в °C)
плавления кипения
Сернокислый Na2SO4 142,05
натрий Сернокислый натрий кислый 884 58,5 1430
NaHSO4.H2O 138,08
Разлага-
ется
Углекислый натрий (сода) . . Na2CO3 105,99 852 Разлага-
ется
Углекислый натрий кислый 84,01
(питьевая сода) NaHCO, Na3PO4-12H2O Разлагается при 160® С 73,4
380,14
Фосфорнокис- лый натрий . . .
При 100° С обезво-
Фосфорнокис- лый (однозаме- щенный) натрий NaHaPO<-2H2O 156,02 живается
При 100° С
обезвожи-
вается
Фосфорнокис- лый (двузамещен- 358,16 При 100° с
ный) натрий . . NaJIPOr 12HSO 34—41
обезво- живается
Фтористый нат- рий ...... NaF 42,00 996 1705
Хлористый нат- рий NaCl 58,46 800 1413
Никель
Азотнокислый 56,7
никель Ni(NO3)a-6 290,79 136,7
Сернокислый NiSO4«7HaO 280,86
никель —
121
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в °C)
плавления кипения
Олово Двуокись оло- ра (оловянный камень кассите-
рит) Хлористое оло- SnO, 150,70 1127 (раз- лагается) —
ВО ....... SnCl2-2H2O 225,64 37,7 Разлага- ется
Хлорное олово Ртуть SnCl4 260,50 -33 114
Окись ртути . Сернистая HgO 216,6 Разлагается при 500° С —
ртуть (киноварь) Хлористая HgS 232,67 При 580° С возгоняется —•
ртуть (каломель) Хлорная ртуть Hg2Cl, 472,09 Возгоняется при 400° С 383,7
(сулема) . . . . Свинец Окись свинца HgCL, 271,5 277 304
(глет) Двуокись свив- PbO 223,21 880 —
ца (ангидрид) Свинцовый су- PbO2 239,21 Разлагается при 290° С —
рик Азотнокислый PbsO4 685,63 Разлагается
винец , * . , . Pb(NO8)2 331,23 Разлагается при 470° С —
122
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в °C)
плавления кипения
Сернистый сви- нец PbS 239,28 1114
Сернокислый свинец PbSO, 303,28 Разлагается
Углекислый сви- нец РЬСОЭ 267,2 при 1000® С Разлагается
Хромовокис- лый свинец , , . РЬСгО, 323,22 при 315°С 844 Разлага-
Сера Двуокись се- ры (сернистый ангидрид) . . . . so2 64,07 -75,5 ется —10,1
Трехокись се- ры (серный ан- гидрид) so. 80,07 16,8 44,9
Сероводород H2s 34,08 —85,7 —60,8
Сернистая кис- лота H2SO3 82,09 Известна только
Серная кислота H2SO4 98,08 в раств 10,37 орах Разлага-
Хлористая сера SC12 102,98 -78 ется при 330° С 59
Четыреххлори- стая сера . . . . SCI, 173,91 -30 Разлага-
Серебро Окись серебра Ag2o 231,76 Разлагается ется
Перекись се- ребра Ag2O2 247,76 при 300° С Разлагается
при 100* С
123
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в °C)
плавления 1 кипения
Азотнокислое серебро (ляпис) AgNO3 169,89 212 Разлага-
Бромистое се- ребро AgBr 187,80 434 ется при 444° С Разлага-
Йодистое се- ребро Agl 234,79 Разлагается ется при 700° С 1500
Сернистое се- ребро (серебря- ный блеск) . . . Ag2S 247,83 при 552° С 840
Хлористое се- ребро AgCl 143,34 455 1559
Сурьма Окись сурьмы (сурьмянистый ангидрид) . . . . SbjOg 291,5 656 1425
Пятиокись сурь- мы (сурьмяный ангидрид) . . . . Sb2O{j 323,52 Разлагается
Трехсернистая сурьма (сурьмя- ный блеск, анти- монит) Sb2S3 339,69 при 380° С 547
Хлористая сурьма SbCls 228,13 73,4 223
Углерод Окись углеро- да (угарный газ) CO ’ 28,01 -207 -192
124
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Темвература (в °C)
плавления кипения
Двуокись уг- лерода (угольный ангидрид, угле- —56.6 (под давле- —78,5 (возго-
кислый газ) . . со2 44,02 нием 5,2 ат) няется)
Сероуглерод Хлористый уг- cs2 76,14 —112 46,25
лерод Хлорокись уг- СС14 153,84 —23,7 76,6
лерода* (фосген) Фосфор Фосфорный ан- СОС12 98,92 —126 8,2
гидрид Фосфорная кис- РгО5 141,95 563 Возгоня- ется при 347® С
лота (мета) . . . Фосфорная кис- НРО3 79,98 Возгоняется —
лота (орто) . . . Фосфорная кис- н3ро4 97,99 42,3 Разлага- ется
лота (пиро) . . . Фосфористый Н4Р2О, 177,99 61 —
водород (фосфин) Фтор Фтористый во- РН3 34,00 —133,8 —87,8
дород Хлор Хлористый во- HF 20,01 40,02 —87,2 19,5
дород Хлорноватая НС) 36,47 —144,2 —85,7
кислота . . . . НС1О3 84,47 Известна лишь в растворах
125
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в °C)
плавления кипения
Хром
Окись хрома . Хромовый ан- ^2^3 152,02 1990 —
гидрид Гидроокись хро- СгО3 100,01 196 Разлага- ется
ма • . Азотнокислый Сг(ОН)3 103,03 —“ —
хром Сернокислый Cr(NO3)3.9HaO 400,12 37 Разлага- ется
хром Хромокалиевые Cr,(SO4)3.18H2O 716,45 Обезвожи- вается при 100® С —
квасцы X ромоаммоние- CrK(SO,)2.12H Х> 499,43 99 —
вые квасцы . . Хлористый GrNH.(SO4)t.12H2O 478,3 94 —
хром CrCl, 122,92 824 1308
Хлорный хром Цинк CrCl3 158,38 1152
Окись цинка Гидроокись ZnO 81,38 Возгоняется при 1800° С •—
цинка Сернистый цинк (цинковая об- Zn(OH)2 99,40 Разлагается
манка) Сернокислый ’nS 97,44 Возгоняется —
цвнк , • . . 7,r.SO<(.7HjO 287,56 Обезвожи- вается ори 280° С |
126
Продолжение
Название Формула Молеку- лярный вес Температура (в °C)
плавления | кипения
Углекислый цинк Хлористый цинк ZnCO3 ZnCl2 125,37 136,29 Разлагается 315 733
Сопоставление свойств обыкновенной и тяжелой воды
Свойства Вода Тяжелая вода
Состав (формула) Н2О d2o
Молекулярный вес 18,016 20,029
Температура плавления (замерза- ния), в “С . . 0,0 3,82
Температура кипения (при давле-
нии 1 ат), в ° С 100 101,42
Температура (при наибольшей плот- 3,82
ности), в ° С 11,6
Плотность (при 20® С и давлении
1 ат), в г/см3 0,9982 1,1056
Растворимость NaCl (в граммах 35,92 30,56
на 100 г воды) при 25° С
Температура кипения воды при различных давлениях
Давление (в ат) Температура (в °C) Давление (в ат) Температура (в °C)
0,5 80,9 7 164,2
1 100,0 8 169,6
2 119,6 9 174,5
3 132,9 10 179,0
4 142,9 15 197,0
5 151,1 20 211,4
6 158,1 25 222,9
127
Плотность воды при'разных температурах (при давлении 1атм)
Температура (в °C) Плотность (в г/см’) Температура (в °C) Плотность (в г/см3)
0 0,99987 60 0,9832
4 1,00000 80 0,9718
20 0,99823 100 0,9584
40 0,99225
Давление паров воды при различных температурах
Температура (в °C) Давление (в лии рт. ст.) Температура (в °C) Давление (в мм рт. ст.)
—20 (лед) 0,79 50 92,5
—10 (лед) 1,97 60 149,4
0 4,58 70 234
10 9,2 80 355
20 17,5 90 526
30 31,8 100 760
40 55,3 150 3580
Свойства окиси и двуокиси углерода
Свойства Окись углерода СО Двуокись углерода СО,
Молекулярный вес Агрегатное состоя- ние при обычных ус- ловиях Цвет Запах Плотность по воз- духу Растворимость в воде 28 Газ Бесцветный . Без запаха Несколько легче воздуха Мало растворима 44 Газ Бесцветный Без запаха В 1,5 раза тяжелее воздуха П ри 20’ С в 1 объе- ме воды растворяет- ся 0,88 объема газа; при 0* С—1,7 объема
128
Продолжений
Свойства Окись углерода СО Двуокись углерода СО,
Отношение к кис- лороду Физиологическое действие Взрываемость в смеси с воздухом На воздухе горит голубоватым пламе- нем Очень ядовита Взрывчата в пре- делах от 12,5 до 75% содержания СО в смеси с воздухом Не взаимодейству- ет Не ядовита, но в больших количествах (4% и выше) вызы- вает удушье Не взрывается
Важнейшие соли угольной кислоты
Название Формула Свойства
Карбонат натрия (углекислый натрий, Белый порошок или кри- сталлы состава Ка2СОз-ЮН2О,
сода) Карбонат калия (углекислый калий, Na2CO3 хорошо растворимые в воде; реакция раствора щелочная Белый гигроскопичный по- рошок, растворимый в воде.
поташ) Карбонат кальция К2СО3 Реакция раствора щелочная В воде практически нераст-
(углекислый кальций) Бикарбонат натрия (двууглекислый нат- Сасо з ворим Белый порошок, хорошо ра- створимый в воде; вещество
рий, питьевая сода) Бикарбонат каль- ция (двууглекислый NaHCO3 непрочное: разлагается на карбонат натрия, воду и уг- лекислый газ Растворимая соль, обуслов- ливающая временную жест-
кальций) Са(НСО3)2 кость воды и передвижение карбонатов в природе
б Справочник по химии
129
Все соли угольной кислоты при нагревании распада-
ются на окисел металла и углекислый газ:
СаСО3 = CaO-f-СОа
Все карбонаты при действии кислот выделяют угле-
кислый газ:
СаСО3 -4- 2НС1 = СаС1а -f- НаО СОа
Кремниевые кислоты
Названия кислот Молекулярная формула Структурная формула
Ортокремние- ОН
вая Метакрем- H4SiO, но—Si—ОН ОН НО—^i—ОН
ниеван .... Двумета- (H2SiOsh О 1 । „ 1
кремниевая Тримета- (H2Si2U6)x НО—Si—О—Si—ОН А А 1 1 ОН он 1 1
кремниевая (H2SiO3)3, или H,Si8Oe HO—Si—0—Si—ОН о о /si\ НО ОН
130
Строение атомов и валентность азота в аммиаке и окислах
Соедине-
ния .. . NHs N, NaO NO N2O3 N2O4 N2Os
Валент-
ность . . . —3 0 -|-1 -|-2 -|-3 +4 -(-5
Строение
атомов азота
(ф) (б) (ф) (ф)
Изменение
валентности
Азот окисляется
Азот восстанавливается
Фосфорные кислоты
Название кислот Эмпириче- ская фор- мула Структурная формула Способ получения
Метафосфор- ная НРО3 Н—0- НО. 1 15 о о При растворении фосфорного ангидри- да в холодной воде: Р2О6 + Н2О=2НРОз
Ортофосфор- ная Пирофосфор- вая Н3РО4 Н4Р2О, НО— но/ но. но/ но. но/ 1-0 и /\ II ООО о При кипячении водного раствора ме- тафосфорной кисло- ты: НРОз+Н2О = = НзРОа При нагревании ор- тофосфорной кисло- ты несколько выше 200° С: 2НзРО4 = = Н4Р2О, + НаО
5:
131
Свойства двуокиси и трехокиси серы
Свойства Двуокись серы SOs Трехокись серы SO,
Молекулярный вес 64 80
Валентность серы 4 6
Агрегатное состоя- ние при обыкновен- ных условиях Газ При 16,8° С крис- таллическая прозрач- ная масса или шел- ковистые кристаллы
Цвет Бесцветный газ Белый дым
Запах Резкий, «пронзи- тельный» Удушающий
Температура плав- ления (в ° С) -75,5 16,8
Температура кипе- ния (в ° С) — 10,08 44,8
Растворимость в В 1 объеме воды Жадно поглоща-
воде при нормальных растворяется 80 объ- ется водой; в состоя-
условиях емов газа нии мелкого распы- ления водой не по- глощается, но хоро- шо поглощается сер- ной кислотой
Реакция с водой so2 + Н2О = H2SO3 SO3 + Н2о =H2SO4
Физиологическое Ядовита, но в мень- —
действие шей степени, чем хлор и окись угле- рода
Плотность по воз- В 2,2 раза тяжелее —'
духу воздуха
Плотность в сжи- женном состоянии (в г/см3) 1,46 1,92
132
Физические свойства галогеноводородов
> HF НС1 НВг HI
Молекулярный вес ..... 20 36,46 81 128
Плотность (жидк., в г/см3) 0,99 1,19 2,16 2,8
Температура плавления (в °C) -87 -114 -88 -50,9
Температура кипения (в °C) 19,5 —85 —67 -35,4
Теплота образования (в ккал/моль) 64 22,1 8,65 -6
Растворимость в 1 объеме во- ды при комнатной температуре (в объемах) .......... Неогра- ниченна 450 580 410
Наиболее важные кислородные соединения хлора
Название соли Си всей и ел учения
Бертолетова соль КСЮ з (неустойчивая; соль хлорноватой кислоты) 1) При нагревании гипохло- рита калия: 3KC10=KC10e + 4-2КС1 2) При upotij скании хлора в горячий раствор едкого кали: 6КОН 4- ЗС1. = 5КС1 + КС10з+
Белильная,- или х л о р в а я, известь (гипохлорит кальция Са(СЮ)<2 в смеси с хлористым кальци- ем СаС18) ; 4- ЗН2О При действия хлора на сухую гашеную известь: 2Са(ОН), 4 4 2С1г = Са(С10)г4-СаС1г +2НаО
133
Кислородные кислоты хлора
Названия кислот Формулы Валент- ность хлора Название соли
эмпири- . ческая | структурная
Хлорновати- стая нею Н—О—С1 1 Хлорноватисто- кислые (гипохло-
Хлористая . . НС1О2 Н—О—С1=О 3 риты) Хлористокис-
Хлорноватая . НСЮз И щ f р. о к О О О о 5 лые (хлориты) Хлорноватокис-
Хлорная . . . НС1О4 7 лые (хлораты) Хлорнокислые
% (перхлораты).
Влияние изменения валентности марганца
на свойства его соединений
Ва- . лент- ность Соединения Цвет ионов
окислы гидраты соли
Мп’О Мп(ОН)2 ' МпС12 Mft2+
+2 закись мар- ганца, основ- ной окисел гидрат закиси мар- ганца MnSO4 розовый
Мп2О3 Ми(ОН)3 MnCl3 Мп3+
+3 окись марган- ца, основной окисел гидроокись марганца Mn3(SO4)3 зеленый
МпО2 , Мп(0Н)4 или Н4МпО4 MnCl4 МпО32-
+4 двуокись мар- ортомарганцоватис- СаМпОз черный
ганца, . амфо- терный окисел тая кислота, Н2МпО3 метамарганцовати- стая кислота манганит кальция
134
Продолжение
Ва- лент- ность Соединения Цвет ионов
окислы гидраты соли
МпОз Н2МпО4 К2МпО4 МпО42*
марганцовис- марганцовистая кис- манганат зеленый
+и тый ангидрид, кислотный окисел лота калия
Мп2О, НМпО4 КМпО4 МпО4-
+7 марганцовый марганцовая кисло- перманга- темно-
ангидрид, кис- лотный окисел та (существует толь- ко в водных раство- рах) нат калия фиолето- вый
МИНЕРАЛЫ И ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Земная кора, включающая литосферу глубиной до
16 км, гидросферу и атмосферу, сложена из разнооб-
разных твердых, жидких и газообразных минеральных
тел различного происхождения.
А. Минералы
Минералами (от лат. minera — руда) называются
природные тела, приблизительно однородные по своему
химическому составу, строению и физическим свойствам-.
Классификация минералов. В настоящее время изу-
чено около 2000 минералов. Для научных и практичес-
ких целей их делят на восемь классов!
I. Самородные минералы! алмаз, графит,
сера, золото, платина, серебро, медь, ртуть и др.
II. Сульфиды металлов и неметаллов-
пирит, галенит, молибденит, киноварь, антимонит, мед-
ный колчедан, арсенопирит и др.
III. Сульфосоли! соли мышьяковой, сурьмяной
и других кислот, в которых весь кислород замещен серой.
135
IV. Галоидные соединения: хлориды, бро-
миды, иодиды, фториды.
V. О к и с л ы (безводные и водные): кварц, гематит,
пиролюзит, корунд, касситерит, боксит и др.
VI. Соли кислородных кислот: карбо-
наты, сульфаты, нитраты, фосфаты, силикаты, бораты,
хроматы и др.
VII. Соли органических кислот: мел-
лит и др.
VIII. Углеводородные соед ин е ния: ян-
тарь, ископаемые угли, торф, нефть, асфальт, озокерит и др.
Изучением минералов—их состава, свойств, условий
образования и применения в народном хозяйстве — за-
нимается наука минералогия, входящая в состав геоло-
гических наук.
При изучении минералов прибегают к определению
их физических свойств: излома, характера спайности,
твердости, блеска, цвета, прозрачности, цвета черты,
плавкости, удельного веса, электропроводности радио-
активности, оптических свойств и др.
Легко определяемым признаком минерала является
его твердость.
Шкала твердости Мооса
(с указанием сравнительной твердости материалов)
Название минералов Твер- дость | Название минералов Твер- дость
Тальк 1 Полевой шпат . . . 6
Гипс или каменная соль 2 Кварц 7
Кальцит (известковый шпат) 3 Топаз 8
Флюорит (плавиковый шпат) 4 Корунд 9
Апатит . 5 Алмаз 10
136
Каждый последующий минерал в этой шкале твер-
же всех предыдущих и легко царапает их.
Упрощенная шкала твердости '
Мягкий карандаш............................ 1
Ноготь..................................... 2—2,5
Красная медь (монета илп стержень) .......... 3—4
Стекло .................................... 5
Стальной нож............................... 6
Кусочек кварца или напильник .............. 7
Некоторые минералы и их состав
Название Х имическая форму- ла основного веще- ства Название Химическая форму- ла основного веще- ства
Агат (скрыто- кристалличес- кая форма кварца) . . . SiO2 Галенит (свинцовый блеск) . . . Галит (ка- PbS
Азурит . . Ангидрит Антимонит (сурьмяный 2CuCO3-Cu(OH)„ CaSO4 мепная соль) Гематит (красный же- лезняк) . . NaCl Fe„Os CaSO4.2H2O
блеск) . . . . Апатит . . Sb2S з Ca6(Fr Cl) (PO4)3 Гипс Горный
Арагонит CaCO3 хрусталь . . SiO«
Арсенопирит FeAsS Доломит . CaMg(CO3)2
Асбест . . . 2MgO-2SiO2.2H8O Изумруд . см. берилл FeO-TiOa
Аурипигмент As2S3 Ильменит
Барит . . . Берилл . . BaSO4 Al2Bes(Si6O18) Кальцит (известковый
Боксит . . Бурый же- лезняк (лимо- A12O3.21-12O шпат) Каолинит Карнал- CaCOs Al2O3-2SiO2.2H2O
нит) .... Вольфрамит 2FeO.3H2O (Fe, MnjWO, лит .... Кассите- рит (оловян- ный камень) KCl.MgCla.6HjO SnO2
137
Продолжение
Название Химическая форму- ла основного веще- ства Название Химическая форму- ла основного ве- щества
Кварц . . . SiO2 Сидерит /
Киноварь HgS (железный
Корунд . . А120з шпат) Г'еООз
Криолит . . Na3AlF„ Сильвин . КС1
Куприт . . Cu2O Слюды:
Лимонит . . 2Fe2O3-3H2O мусковит KH2Al8(SiO4)3
Магнезит MgCOs биотит . . . (К, Н) (Mg3Fe2)
Магнетит лепидолит . F2(K, Li)Al2Si2O3
(магнитный \ Сфалерит
железняк) . . Fe3O4 (цинковая
Малахит . . СаСОз-Сн(ОН)., обманка) . . ZnS
Мирабилит . Na2SO4-10H2O Тальк . . H2Mg3-Si4O12
Марказит см. пирит Топаз . . (Al, F)2-SiO4
Молибденит MoS, Флюорит
Нефелин (Na, K)2.Al2Si2O8 (плавиковый
Пирит (сер- шпат) , . . CaF2
ный колчедан) FeS2 . Фосфорит Ca6F(PO4)3
Пиролюзит . MnO2 X алько-
Полевые пирит . . . CuFeS3
шпаты: Хромит FeCr2O4
альбит NaAlSi3O8 Целестин SrSO4
анортит CaAl2Si20s Церуссит РЬСОз .
ортоклаз KAlSi3O8 Циркон ZrSiO4
Реальгар . . AsS Шеелит CaWO4
Рутил . . . TiO2 Шпинель MgO-Al2O3
Эпсомит MgSO4-7H2O
Плотность некоторых минералов
Плотность (в г/сл3) Минералы
От 1,0 до 1,5 » 1,5 » 2,0 Мирабилит Квасцы, бура, селитра, желез- ный купорос
» 2,0 » 2,5 Гипс, графит, сера
138
Продолжение
Плотность (в г/с.и3)
Минералы
От 2,5 до 2,8 Кварц, полевые шпаты, нефелин,
> 2,8 » 3,0 » 3,0 » 3,5 изумруд Арагонит, доломит, ангидрит, слюда Флюорит, апатит, турмалин, топаз, алмаз
» 3,5 » 4,0 Сидерит, малахит, корунд, азурит,
» 4,0 » 4,5 пироп Барит, рутил, хромит, халькопи-
> 4,5 > 5,5 рит, сфалерит Пирит, марказит, антимонит, блек-
» 5,5 > 6,5 лая медная руда Магнитный железняк, куприт, ар-
> 6,5 » 8,0 > 8,5 » 10,0 » 10,0 » 14,0 » 15,0 » 20,0 >21,0 » 23,0 сенопирит Касситерит, галенит, церруссит Киноварь, медь Ртуть, палладий Золото Иридий, платина
Б. Горные породы
Горные породы — агрегаты минералов более или ме-
нее однородного состава, образующие самостоятельные
геологические тела.
По своему составу горные породы делятся на прос-
тые, состоящие из одного минерала (например, извест-
няки), и сложные, состоящие из нескольких минералов
(например, гранит).
Классификация горных пород по их происхождению
Виды горных пород
Магматические, или
изверженные
Породообразующие процессы
Образовались из расплавленной магмы
при остывании: 1) эффузивные, или вул-
139
Продолжение
Виды горных пород Породообразующие процессы
канические, вылившиеся наружу в виде потока лавы, и 2) интрузивные, застывшие в глубине Земли, не доходя до ее поверх- ности
Осадочные (меха- нические, химичес- кие и органогенные осадки) Образовались из продуктов разрушения первичных пород и последующего выпаде- ния в виде механических осадков (песок, песчаник) или химических отложений (со- ли). Сюда причисляются и породы, обра- зовавшиеся в результате жизнедеятельно- сти организмов (мел, известняки). Харак- терный признак этих пород — слоистость и наличие отпечатков и окаменелостей
М етаморфические Образовались из магматических и оса- дочных пород под влиянием высоких дав- лений и температур (гнейс, мрамор), хи- мического действия растворов; образова- ние происходит при погружении горных пород в глубь Земли в результате склад- чатости или при действии поднимающейся в высокие горизонты магмы
Важнейшие горные породы
Типы горных пород Названия пород
Магматические Граниты, диориты, сиениты, габбро, ба- зальты, порфириты, липариты, андезиты, дуниты, трахиты, нефелиновые сиени- ты и др.
140
Продолжение
Типы горных пород Названия пород
Осадочные Механические или обломочные породы: валуны, щебень, галька, гравий, брекчии, конгломераты, пески, глины и др. Химические осадки: каменная соль, гипс, ангидрит, калийные магнезиальные соли, мирабилит и др.
Метаморфические Глинистые сланцы, кристаллические сланцы (хлоритовые, слюдяные и др.), ро- говик, песчаник, гнейсы, скарны (кремне- силикатные породы), полевые шпаты и др.
Основные факторы химических процессов выветривания
1. Кислород О2 обусловливает процессы окисления.
2. Вода Н2О как растворитель различных газов, солей
и других неорганических и органических веществ.
3. Двуокись углерода и угольная кислота, находящиеся
в атмосфере и воде, вызывают процессы образования кар-
бонатов,
4. Химическая деятельность растительных и живот-
ных организмов, особенно микроорганизмов, вызывает
разложение многих минералов.
5. Другие вещества, находящиеся в различных сло-
ях атмосферы.
Минералогический состав земной коры (в %)
Полевые шпаты .... 55
Силикаты.............15
Кварц и его разновид-
ности ..............12
Слюды................ 3
Окислы железа .... 3
Вода................. 9
Кальцит ............. 1,5
Фосфаты................0,75
Хлористые соединения 0,30
Фтористые соединения 0,20
Доломит ....... 0,1
Прочие (глины, сульфи-
ды и др.)............0,15
Всего ..............100
141
Классификация магматических горных пород
Магматические породы Содержание SiO2 (в %) Примеры
Кислые 66 Гранит
Средние 66 и 65 Сиенит, диорит
Основные 45-55 Габбро, базальт
Ультраосновные , . . 45 Дунит
Щелочные около 55 Нефелиновые сиениты
Относительное содержание горных пород
в земной коре
Виды породы Содержание в земной коре (в %)
Магматические Метаморфические Осадочные . . . 95 4 1
Относительное содержание элементов в земном шаре
(по А. Е. Ферсману)
Элементы Весовые проценты Элементы Весовые проценты Элементы Весовые проценты
Железо . . . 37,04 Алюминий . . 1,32 Углерод . . . 0,13
Кислород . . 28,56 Сера . . . . 1,14 Фосфор . . . 0,12
Кремний . . . 14,47 Натрий . . . 0,52 Кобальт . . . 0,06
Магний . . . 11,03 Хром . . . . 0,26
Никель . . . 2,96 Марганец . . 0,18
Кальций . . . 1,38 Калий . . . . 0,15 Всего. . 99,32
Примечание, На долю остальных элементов приходится
0,68%.
142
Состав воздуха (без влаги и пыли, на высоте уровня моря)
Название газа Объем (в %) Вес (в %) Название газа Объем (в %) Вес (в %)
Азот 78,08 75,60 Неон . . . 0,0018 0,0012
Кислород . . 20,95 23,10 Криптон 0,000108 0,0003
Аргон . . . . 0,9325 1,286 Ксенон . . 0,000008 0,00004
Двуокись уг- Озон . . . 0,000001
лерода . . . 0,030 0,046
Радон . . 6.10-18
Гелий . .. . 0,0005 0,00007
Водород 0,00005 —
Химическое выветривание минералов почвы
Виды выветривания Примеры
Растворение Соли щелочных и щелочноземельных ме- таллов, например CaSO4 — гипс и ангидрит, СаСОз — кальцит) алюмосиликаты раство- ряются только после предварительного их разложения в почве
Гидратация Окисление Гидролиз Превращение безводных окислов в гидраты Присоединение кислорода к окиСлам Распад минералов под действием ионов во- дорода, получающихся в результате диссо- циации углекислоты: Na2SiO3 + 2Н+ 4- СО32- = NaaCO3+ H2SiO3 H26+liO2
143
Состав гидросферы по А. Е. Ферсману
Элементы Весовые проценты Элементы Весовые - проценты
Кислород О .... 85,45 Кальций Са .... 0,05
Водород Н .... 10,63 Калий К ..... 0,04
Хлор С1 2,06 Бром Вт 0,015
Натрий Na .... 1,14 Углерод С 0,0025
Азот N 0,37
Магний Mg .... 0,14 Всего . . . ‘ ' «99,95
Сера S 0,09
Примечание. На долю первых пяти химических элемен-
тов приходится почти 99,6% по весу, таким образом, на долю осталь-
вых химических элементов приходится лишь 0,4%.
Средний солевой состав воды океанов
Название соли Формула Содержа- ние (в г на Название соли 1 кг воды) Формула Содержа- ние (в г на 1 кг воды)
Хлористый натрий . . . Хлористый магний . . . Сернокислый кальций , . . Сернокислый магний . . . NaCl MgCl2 CaSO4 MgSO4 27,2 3,8 1,3 1,6 Углекис- лый кальций Броми- стый магний СаСОз MgBr2 0,1 0,1
Всего 34,1
144
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
КЛАССИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Современная классификация органических соедине-
ний основана на их химическом строении. Важнейшим
признаком для нее служит строение углеродного скеле-
та молекул и наличие в них тех или иных функциональ-
ных групп атомов.
В соответствии со строением все органические соеди-
нения делятся на 3 большие группы.
I. Ациклические соединения, иначе называемые али-
фатическими. Скелет молекул этих веществ состоит из
непосредственно соединенных атомов углерода в виде
открытых (незамкнутых) прямых или разветвленных
цепей.
К ним относятся:
а) предельные соединения (насыщенные, или
парафины);
б) непредельные (ненасыщенные) ряда этиле-
на, ряда ацетилена, диеновые соединения и др.
II. Карбоциклические соединения. Молекулы этих
соединений содержат кольца (циклы) углеродных ато-
мов. Они подразделяются на соединения:
145
а)алицикличе
лопарафины, например
с к и е — насыщенные, или
цик-
ад----СНа
НаС^СНз
СНа
СНа
ад/^сн—сна—сн з
НаС\^^> сна
сна
и ненасыщенные, например
НС,=|СН
ад^/'сна
сна
б) ароматические, с характерной группи-
ровкой углеродных атомов в кольце, например
НС
сн
>СН
СН
НС
нс!
./сн
СИ
НС
сн сн
С—СНа—СН8 НС| V I
СН
сн
Vh
U ±1
H\/UVCH
СН СН СН
III. Гетероциклические соединения.. В циклах этих
соединений, кроме углеродных атомов, содержатся ато-
мы других элементов, например
СНа
./\5ZL_ nh
НаС---СНа
\/ НаС
о
н’с\/с\/
НаС I S
н
|СНа
146
В каждой из этих групп соединения распределяются
по классам в зависимости от имеющихся в них функци-
ональных групп.
Важнейшими классами органических соединений яв-
ляются:
1. Углеводороды — предельные, непредельные, али-
циклические, ароматические.
2. Галогенопроизводные углеводородов — вещества,
содержащие в молекуле один или несколько атомов
того или иного галогена. Различают фторо-, хлоро-, бромо-
и иодопроизводные, например СН3— СН2Вг, СН13.
3. Спирты — соединения, содержащие в молекуле од-
ну или несколько гидроксильных групп — ОН, соеди-
ненных с углеводородным радикалом, например С2НйОН,
СН2ОН - СН2ОН.
4. Простые эфиры — это вещества, молекулы кото-
рых содержат два углеводородных радикала, соединен-
ных атомом кислорода, например С2Н5—О—С2Н5.
5. Альдегиды — соединения, в молекулах которых со-
держится карбонильная группа —С—, соединенная с угле-
11
О
водородным радикалом и атомом водорода, напри-
мер СН3—.
6. Кетоны—вещества, в молекуле которых карбо-
нильная группа соединена с двумя радикалами, напри-
мер СН3—С—СН3.
147
7. Карбоновые кислоты — вещества, содержащие в
молекуле одну или несколько карбоксильных групп,
например
^0 СООН
СН3-С\ , |
ОН СООН
8. Тиоспирты, или меркаптаны, — соединения, со-
держащие группу —SH (аналогичную —ОН), соеди-
ненную с углеводородным радикалом, например C2H5SH.
9. Тиоэфиры — вещества, в которых углеводородные
радикалы соединены атомом серы, например
CH8-S—СН3.
10. Сульфокислоты —соединения, в которых содер-
жится радикал серной кислоты —SO2OH, например
j^\-SO2OH
И. Амины — вещества, содержащие в молекуле ами-
ногруппу —NH2 (первичные амины), например
' /\—NHa
например , иминогруппу >NH (вторичные амины), NH—/ , нитрилогруппу =N ~С^Н5\
(третичные амины), например C2H6"/N
СаН/
12. Нитрилы — соединения, характеризующиеся на-
личием группы -С s N, например СН3— С = N.
148
13. Нитросоединения — вещества, содержащие в мо-
лекуле нитрогруппу —NO2 (радикал азотной кислоты),
>/\_NOa
например .
14. Нитрозосоединения — вещества, содержащие
группу —N = О (радикал азотистой кислоты), напри-
мер С2Н5— NO.
15. Гидразины — соединения, характеризующиеся
наличием в молекуле одновалентного остатка гидрази-
на (NH2—NH—), например R—NH—NH2, и гидразоны,
содержащие двухвалентный остаток гидразина, со-
единенный с углеводородным радикалом, например
R=N-NH2.
16. Гидразосоединения — вещества, содержащие в
молекулах симметричные остатки гидразина —NH—NH—
или >N—N<, например —NH—NH—
17. Азосоединения — вещества, содержащие группу
—N=N—, соединенную с двумя углеводородными ради-
калами, например<^ —N=N—
18. Диазосоединения — вещества, в которых группа
—N=N— соединена с углеводородным радикалом и
каким-либо неуглеродным остатком, например
C6Hs-N=N-SO.2ONa.
19. Фосфины — соединения, содержащие трехвалент-
ный фосфор и- построенные аналогично аминам.
20. Металлоорганические соединения — вещества, со-
держащие атомы металла, непосредственно связан-
ные с атомами углерода, например СН3— Mg—СН3,
С2Н5—Mg—I.
21. Существуют соединения со смешанными функци-
149
ями, молекулы которых содержат различные
функциональные группы, например СН3—СН—СООН,
ОН
H2N-(CH2)„-СООН, НО—СН2-СН2-С^ .
41
Классификация углеводородов
Основным классом органических соединений являют-
ся углеводороды. Все другие соединения можно рас-
сматривать как их производные.
КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ
предельные
углеводорода
ациклические
цинлоларафины
циклические
терпены
(СНд- сна-сн9-сн J
(н,с -сн,)
СНЭ
не предельные
с одной двойной
связью
с двумя двойными
связями
(сн,=сн-сн,-сн3)
с тройной
(сн=с-сн3)
связью
одноядерные-
(сн=сн-сн=сн,)
сн
несколькими двойными связями
(СН,= СН — CH=CH-CH=CHaJ
НС^/СМ
сн
с
нос/ ^сн
Н,С\/СИ;
сн
Н3С-С=ОН
ароматические
многоядерные соединения
с конденсированными
ядрами_______
сн сн сн
нс^ чсх 4/ %рн
HC\zC4^s г>сн
Си сн си
£Н СН
нс~ с—сн, — с4чСн
Н<К zch H<k Jen
сн йГ
150
Число возможных изомеров органических соединений
Число атомов углерода в молекуле Число изомерных веществ
в ряду метана в ряду этилена в ряду одноатомных спиртов
возможных | известных
1 1 1 ' - 1
2 1 1 1 1
3 1 1 1 2
4 2 2 3 4
5 3 3 5 8
6 5 5 13 17
7 9 9 27 39
8 18 18 66 89
9 35 16 211
10 75 18 —. 507
12 355 15 —- 3057
15 4347 5 —- 48865
60 2,2.1022 — — —
Международная номенклатура органических соединений
Номенклатура органических соединений выработа-
на в 1892 г. в Женеве Международным совещанием хи-
миков. Она получила название международной или же-
невской номенклатуры. На последующих конгрессах
химиков международная номенклатура была усовер-
шенствована. ।
В основу номенклатуры положено название нераз-
ветвленных предельных углеводородов — метан, этан,
пропан, бутан, пентан, гексан, гептан и т. д.
Чтобы составить название какого-либо углеводоро-
да с разветвленной цепью, его рассматривают как про-
дукт замещения атомов водорода в нормальном (нераз-
ветвленном) углеводороде. Для этого выделяют наибо-
лее длинную цепь атомов углерода и нумеруют угле-
родные атомы, начиная от того конца, к которому
ближе разветвление. В названии вещества цифрой ука-
151
зывают, при каком атоме углерода находится замещаю-
щая группа; если замещающих групп несколько, циф-
рой отмечают каждую из них. Например:
СН3
1 23 4 5 1 2| 3 4 5
СН3-СН-СН2-СН2-СН3 СН3-С-СНа-СН2-СН3
сн3 сн3
2-метилпентан 2,2-диметилпентан
1 2 3 4 5
СН3—СН-СН-СН2-СН3
I I
сн3 сн3
2,3-диметилпент ан
1 2 3 4 5 6
СН3-СН-СН-СН2-СН2-СН3
I I
сн3 С2Н8
, 2-метил-З-этилгексан
Названия галогенопроизводных образуются подоб-
ным же образом. Например:
12 12
СНС12-СН3 СН2С1.-СН2С1
1,1-дихлорэтан 1,2-дихлоретан
12 3 1 2 3
СН3-СС12-СН3 СН2С1-СН2-СН2С1
2,2-дихлорпропан 1,3-дихлорпропан
Названия непредельных углеводородов, содержащих
двойные связи, образуются из названий соответствую-
щих предельных углеводородов путем замены суффик-
са -ан на -ен:
12 3 4
СН,=СН2 СН,=СН-СН2-СН3
этен бутен-1
152
1 2 3 4 1 2 3 4
CH,—CH =CH-CH3 CH2=CH—CH-CH3
<a _ а л й
бутен-2 |
сн3
З-метилбутен-1
12 3 4
CH2=CH-CH=CH2
бутадиен-1,3
1 2 3 4 1 2 3 4
CH2=C=CH—CH3 CH2=C—CH=CH2
бутадиен-1,2 |
CH3
2-метилбутадиен-1,3
Названия углеводородов с тройной связью образу-
ются путем замены суффикса -ан соответствующих пре-
дельных углеводородов на -ин-.
1 2 3 4 5
CHsCH СН=С-СН2-С=СН
этин пентадиин-1,4
Названия спиртов образуются из названий соответ-
ствующих углеводородов с прибавлением суффикса -ол:
1 2 3 12 3
СН2ОН-СН2-СН3 СН3-СН-СН3
пропанол-1 |
ОН
пропанол-2
5 4 3 2 1
СН3-СН-СН2-СН-СН3
I I
сн3 он
4-метилпент анол-2
1 2 3 4
СН2ОН-СН2-СН=СН2
бутен-З-ол-1
4 3 2 1
СН3-СН = С-СН2ОН
I
сн3
2-метилбутен-2-ол-1
153
Названия альдегидов образуются из названий угле-
водородов путем прибавления суффикса -аль:
/О
сн’-с<н
этаналь
Названия
суффикса -ов
рода:
н-с/°
ХОН
метановая
кислота
4 3 2
СН3-СН2-С<^н СН3-СН-СНа-С^н
пропаналь СН
3-метилбутаналь
кислот образуются путем прибавления
к названию соответствующего углеводо-
13-С< СН,_СНг-СНг-С<
чон хон
этановая бутановая кислота
кислота
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Предельные неразветвленные углеводороды .
Название Формула Температура плавления (в °C) Температура кипения (в “С)
Метан сн4 —182,49 -161,58
Этан с2н3 —182,81 — 88,63
Пропан С3н8 —187,65 — 42,06
Бутан С4Н10 —138,35 - 0,5
Пентан С6Н12 —129,72 36,07
Гексан свни — 95,32 68,74
Гептан С,н1е — 90,61 98,43
Октан c8Hi8 — 56,79 124,67
Нонан свн20 - 53,7 150,8
.Декан Сц>Н22 — 29,67 174
Ундека» СцН24 — 25,9 195,89
Додекан ......... С12Н2е - 9,595 216
Тридекан Oi3H28 — 5,2 235,4
Тетрадекав '-'ц|Н3о 5,86 253,52
Пентадекан ....... ^1ьйз2 9,93 270,6
С2оН42 36,8 342,7
154.
Температуры кипения гексанов различного строения (в°С)
СН3-СН2-СН2-СН2-СН2-СН3 68,74
СН3-СН2-СН-СН2-СН3 63,28
I
сн3
СН3-СН-СН2-СН2-СН3 60,27
I
сн3
СН3--СН-СН-СН3 57,99
I I
сн3 сн3
сн3.
СН3-С-СН2-СН3 49,7
I
сн3
Углеводороды ряда этилена
Название Формула Темпера- тура плав- ления (в °C) Темпера- тура ки- пения (в °C) Плотность в жидком состоянии (в г/см3)
Этилен (этен) . . СН2 = СН —169,15 — 103,7 0,566
Пропилен (пропен). . СН2 = СН - сн3 -187,65 — 47,75 0,579
Бутилен (бутен) СН„ = СН — сн2— сн3 -185,3 - 6,25 0,618
Амилен (пентен) . СН2 = СН—(СН2' —сн3 —165,2 29,97 0,640
Гексилен (гексен) . СН2 ==СН-(СН2)з-СН3 —139,8. 63, 5 0,673.
Гептилен (гептен) . СН2 = СН—(СН2)4—СН3 —119,04 93,64 0,697
Октилен (октен) СНа=СН—(СН2)6—сн3 — 101,71 121,28 0,714
155
Углеводороды ряда ацетилена
Название Формула Темпера- тура плав- ления (в °C) Темпера- тура кипе- ния (в °C) Плотность в жидком состоянии (в г/с№)
Ацетилен отин) . . СН = СН - 80,8 -83,8 0,621
Аллилен (пропин) сн = с — сн3 -102,7 —23,23 0,690
Кротонилев (бутин) . сн = С — СН2 — CHS —125,72 8,07 0,678
Валерилеи (пентин) . СН = С — (CH2)2—CHS —106,1 40,23 0,694
Гексин . . СН = С- (СН„)з— сн3 —132,1 71,35 0,715
Децин . . СН=С - (СН2)5 — сн8 - 44 174 0,792
Галогенопропзводвые предельных углеводородов
Название Фтористый Хлористый Бромистый Йодистый
температуре кипения (в °C) плотность (в г/ел*3) температура кипения (в °C) плотность (в г/<уи-*) температура кипения (в °C) плотность (в г/сл18) температура кипения (в °C) ПЛОТНОСТЬ (в г/см3)
Метил . . . Этил . . . . Проппл . . . Бутил . , . Амил . . , . Гексил . . . Геш ил . . . —78,6 -37,7 - 3,2 31,95 62,8 93,2 119,5 0,877 0,816 0,779 0,776 0,788 —23,7 13,1 47,2 78 108,2 132,4 159,5 0,991 0,921 0,890 0,892 0,883 0,876 0,376 4,5 38,4 70,9 101,6 128 156 178,8 1,732 1,456 1,353 1,299 1,246 1,176 1,145 42,5 72,2 102,4 131 156 180 203,95 2,279 1,933 1,747 1,617 1,517 1,441 1,387
156
Ароматические углеводороды ряда бензола
Название Формула Темпера- тура плав- ления (в °C) Темпера- тура ки- пения (в С°) Плот- ность (в г /см9)
Бензол свн„ 5,533 80,1 0,8790
Толуол (метилбен- зол) свн6—сн3 - -95 110,63 0,8669
Этилбензол . . . с,нв-сан6 —93,9 136,15 0,8669
Пропилбензол . . С„Н5-С3Н; 94,3 159 0,8620
Бутилбензол . . С6Н5—С4Н9 —87,97 183,27 0,8601
о-Ксилол . . . . СО 05 К Щ и о U -25,175 144,41 0,8802
сн3
л-Ксилол . . . . о -47,82 139,1 0,8642
п-Ксилол . . . . Н3С-^ сн3 —13,26 138,35 0,8611
сн3
Г ексаметилбензол н3с-.^\—сн., Н3С-^ J-СН 3 166 265 —
С 11;) i
157
Предельные одиоатомпыэ спирты нормального строэппя
Название спирта Формула Темпера- тура плав- ления (в °C) Темпера- тура ки- пения (в °C) Плотность (в e/cjH-J
Метиловый . . . СНзОН — 97,8 64,7 0,792
Этиловый .... сан6он —117,3 78,37 0,783
Пропиловый . . С3Н7ОН —127 97,2 0,804
Бутиловый . . . С4Н9ОН — 79,9 117,5 0,8098
Амиловый . . . С6НиОН — 78,5 138 0,814
Гексиловый . . . свн13он — 51,6 157,2 0,819
Дециловый . . . с10н21он 6 231 0,289
Додециловый . . С12Н26ОН 24 255 0,831
Температура замерзания водных растворов этиленгликоля
Содержание этилен- гликоля (в %) 26,4 36,4 45,6 52,6 58,0 63,1 66,7 72,1 78,4
Температура за- мерзания (в ° С) . . —10 —20 —30 —40 -50 —60 -75 —60 —50
Фенолы
Название представи- телей Формула Темпе- ратура плав- ления (в °C) Темпе- ратура кипе- ния (в °C) Плот- ность (В г /с№)
Фенол СвН0ОН 43 182 1,0545
сн3 1
о-К резол \-/‘ ~1 О и 30,9 190,9 1,0465
158
Продолжение
159
Продолжение
Название представителей Формула Темпе- ратура плав- ления (в °C) Темпе- ратура кипе- ния (В °C) Плотность (в S/CJ»’)
Пирогаллол ОН А-°н V-0H 132,5 309 1,453 (твердый)
Флороглюцин он 1 НО—!^J!-OH 219 -
Альдегиды
Название альдегида Формула Темпера- тура плавления (в °C) Темпера- тура ки- пения (в °C)
Муравьиный . . о Ъ® ° — 92 —21
Уксусный .... СН8—О\ ^н ,0 -123,5 20,8
Пропионовый . . СН8—СН2—С\ \н — 81 48,8
Масляный . . . /° CHS-(CH2)2-C<f хн — 99 75,7
160
Продолжение
Название альдегида Формула Темпера- тура плавления (в °C) Темпера- тура ки- пения (в °C)
Валериановый /° СН3—(СН2)3— -92 103,4
хн
Пальмитиновый . /° CH3-(CH2)U-C<f 34 200 (при
хн давлении
29 мм
Стеариновый . . СН3—(СН2)16—сУ 63,5 рт. ст.) 212 (при
хн давлении 22 .и.»» рт. ст.)
Кетоны
Название кетона Формула Темпера- тура плав- ления (в °C) Темпера- тура кипе- ния (в °C)
Ацетон (диметил- кетон) .... СН3—С—СН3 II О -95,35 56,24
Метилэтилкетон . Метилпропилке- СН3—С—сн2—сн3 II О -86,4 79,6
ТОН сн3—с—сн2—сн2—сн3 II О —77,8 101,7
Д иэтилкетон . . СН3-СН2-С-СН2—сн3 II О -42 102,7
Дипронилкетон . Сзн7-С—С3Н, II О —32,6 144,0
6 Справочник по химии
161
Предельные одноосновные кислоты нормального
строения
Название кислоты Формула Темпера- тура плавле- ния (в "С) 5 « 2 Р.И Плот- ность (в г/сл»“)
«^Муравьиная . ... /° н-с/ ^ОН 8,4 100,7 1,227
Уксусная .... /° CH3-C<f ' \он 16,6 118,1 1,049
.^ Пропионовая . . .0 С2Н5-С^ ^он —22 141,1 0,999
•> Масляная .... ,0 С3Н,-С<^ ^он — 7,9 163,5 0,959
Валериановая . . /° C4H8-C<f \он —34,5 186,35 0,942
^—Капроновая ' . . /° с5ни_с^ хон — 2 202 0,929
Энантовая . . . С,Н13-С<^ 4 он —10,5 223 0,918
Каприловая . . . /° ^он 16 237,5 0,910
162
Продолжение
Название кислоты Формула Темпера- тура плавле- ния (в °C) В я so Sas® Г4 ЕН В ' Плот- ность 1 (в г/см')
Пеларгоновая . . /° с8н17-с/ хон 12,5 254 0,906
Каприновая . . . С9Н19-С^ ^он 31,5 269 0,886
Миристиновая . . /° cl3H27-c<f ^он 53,8 250,5 0,862
Пальмитиновая /° с16н31-с< хон 64,6 272 100 мм рт. ст. 0,849
Маргариновая . . /° с18н33-с< хон /Р 60,6 277 0,858
Стеариновая . . Cl7H35-C<f хон 69,4 287j а. 0,847
Двухосновные карбоновые кислоты
К» Название кислоты Формула Температура плавления (в °C)
1 IV Щавелевая . . . ноос-соон 189,5
Малоновая . , . ноос — сн,- соон 135,6
Янтарная .... НООС — (СН,), —соон 185
’ Глутаровая . . . НООС — (СН„)з — соон 97,5
*• Адипиновая . . . НООС — (СН,)4 - соон 153
Пробковая . . . НООС — (СН9)„ — соон 140
Себациновая . . НООС — (СН2)8 - соон 133
6*
163
Продолжение
Название кислоты Формула Температура плавления (в иС)
о-Фталевая . . . /^\_СООН Ц^1-соон 130,8
л-Фталевая . . . СООН 1 I I'-COOH z СООН 348,5
n-Фталевая (те- рефталевая) . . 1 п СООН Возгоняет- ся, но не плавится
Непредельные карбоновые кислоты
Название кислоты Формула Темпера- тура плав- ления (в °C) Темпера- тура кипе- ния (в °C)
Акриловая . . . СН2=СН—СООН СН3 13 141
Метилакриловая (метакриловая) СН2=А—СООН 16 161
—Винилуксусная СН2=СН—СН2-СООН —39 163
Кротоновая . . СН8—СН=СН—СООН 72 189
Олеиновая . . . СН3-(СН2)7—СН=СН- —(СН2)7—СООН 14 285
Линолевая . . . СН3—(СН2)4—СН=СН— —СН2—СН=СН—(СН2)7— -СООН —9,5 230
Линоленовая . . СН3—СН2—СН=СН— —СН2—СН=СН—СН2- —СН=СН—(СН2)7—СООН —И 232
164
Сложные эфиры
Кислота Метиловый эфир Этиловый эфир
темпера- тура кипе- ния (в °C) ПЛОТНОСТЬ (в г/сл4а) темпера- тура кипе- ния (в °C) плотность (в г/см’)
Муравьиная 31,5 0,975 54,3 0,924
Уксусная 57,1 0,927 77,2 0,901
Пропионовая 79,9 0,915 99,1 0,885
Масляная 102,3 0,898 121,3 0,879
Валериановая 137,3 0,910 146 0,877
Предельные амины
Название Формула Температура плавления (в °C) Температура кипения (в °C)
Метиламин . . CHs-NH, - 92,5 6,5
Диметиламин (СН s),NH - 92,2 6,9
Триметиламин (CHs53N -117,1 2,9
Этиламин . . СаН6 - NHS — 83,2 16,6
Пропиламин . С3Н, - NH, - 83,0 47,5
Бутиламин . . С4Н9 - nh2 - 50,5 77,8
Одноосновные аминокислоты
Название кислоты Формула
Аминоуксусная .... Аминопропионовая . . Аминомасляная .... Аминовалериановая . . Аминокапрововая . . . А миноааантовая . . . H,N - СН, - СООН H,N — (СН„), — СООН H„N - (СН2)з -СООН H2N - (СН2), - СООН H,N — (СН,)6 - СООН HaN - (СН2)в - СООН
165
НЕКОТОРЫЕ РЕАКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Название реакций Примеры ‘ Предельные углеводороды
Действие кислот, щелочей, окисли- телей Галогенирование Нитрование . . . . Сульфирование . . Окисление . . . (Не действует при обычных условиях) С2Нв4-С12->С2Н5С14-НС1 и т. д. C3Hu+HONO2-^CeH13NO2-|-H2O C8Hie+HOSO2OH7»C8H17-SO2OH+H2O Продукты окисления: спирты, альдегиды, кислоты. При полном окислении: вода,
Термическое раз- ложение . . . , . углекислый газ СН4->С-|-2Н2 2СЙ4->С2Н2+ЗН2
Дегидрирование . Изомеризация . . Ц1бНз4->С8Н18-|-С8Н1в СН3—СН2—СН2—СН3->СН2=СН—СН=СНа СН3—СН2—СН2—СН2—СН8-> ->сн8—сн—сн2—сн8 1
Ароматизация . . сн3 С8Нм->С8Н844На СН3
Алкилирование СН3-СН-+-СН2=СН—СНа—СН3-> 1 СН3 СН8СН3 ->сн3—А—сн—сна—сн3 1 сн3
Непредельные углеводороды
Гидрирование . . Присоединение галогенов Присоединение галогеноводородов . СН2=СН2-|-Н2—>СН3—СН3 СН = СН+2С12->СНС12—СНС1, СН3—СН=СН24-НС1-+СН3— СН-СН8 С1
166
Продолжение
Название реакций
Примеры
Присоединение
воды............
Окисление
Полимеризация
Алкилирование
Замещение водо-
рода металлами . .
Дегидратация с
образованием
простых эфиров . .
Этерификация . .
Взаимодействие
с галогеноводо-
родами ............
СН2=СН—СН3+Н2О-»-СНз—СН—СН3
ОН
/°
СН = СН+Н2О->СН з-С<^
\н
СН2=СН24-04-Н20 ->СН2-СН2
он он
При полном окислении образуются вода
и углекислый газ
/гСН2=СН->(—СН2—СН—)„
Анз СНз
сн2=сн2+
СН
СН2-СНз
сн нс/\сн
ch^hc^JIch
сн
Одноатомные спирты
2R—OH+2Na->2R—ONa4-H2
R-0 |НЦ-НО |—Rt->R—О—Rt+H2O
--1 °\ °\
H+| /С— Rj^R-O—C-Rj+HaO
HO"| '
R-0
R— | 0H4-H |Br-»R—Br+H2O
167
Продолжение
Название реакций
Примеры
Взаимодействие
с пятихлористым
фосфором .........
Дегидратация с
образованием не-
предельных соеди-
нений ............
R—OH4-PCl6->R-Cl+HC14-POClg
СН2-СН2-»СН2=СН24-Н2О
. I I
| н он |
н
Дегидрирование .
Окисление
R—С—О Н+О
I \
Н
О
+ Н2О
•Н
Восстановление
Альдегиды
/°
R—+H2-»R-CH2OH
Окисление
Взаимодействи1
с нятихлористым
фосфором . . ,
R— +Ag2O-»R—С<^ 4-2Ag
\Н Х)Н
R-C^ +PC16->R—СНС12+РОС13
\н
168
Продолжение
Название реакций
Примеры
Качественная ре-
акция ..........
Взаимодействие
с металлами . . .
Взаимодействие
с окисламй и гид-
роокисями металлов
Электролитиче-
ское разложение
Полимеризация
Поликонденсация
с другими соедине-
ниями ............
' С фуксиносернисто л кислотой дают крас-
ное окрашивание
Карбоновые кислоты
2В-с/' 4-Mg-> R—Mg+H2
\он \ ^О-/2
/° ( /° \
2R—C<f +MgO-J R—С<^ Mg4-H3O
Х)Н \ хо-/2
R— COOjH+HO |Na-»R—COONa+H2O
На аноде:
2СН3СО О"—27->С Н з—СН з+2СО2
169
Продолжение
Название реакций Примеры
Взаимодействие с пятихлористым фосфором .... /° В— С" +PCl6->R-C<f 4-HCI-I-POCI3 ХОН Xci О °\
Дегидратация с образованием ан- гидридов .... R — + XjC—R-> Хр|н но|/ /00\ ->R—Х>С— R-|-H2O X О / Практически ангидриды получают в ре- зультате реакции .0 0. Н-С<^ + XC_r_> Xo|Na С1|/ ,00. -»R-C<f Х>С- R+NaCl X 0 /
Этерификация с образованием сложных эфиров Восстановление /0 R— СОО|Нн-НО |Ri~>R— Д-Н2О '0—Rt R— COOH+2H2-»R— СН2ОН+Н2О
Взаимодействие с галогенами . . /0 ,0 CHg-C^ +С12-»С1СН2—-4-HCL \он Х0Н Сложные эфиры
Гидролиз . . . ,0 ,0 R_c^ +H2O-»R-C<^ -i-Rj—он Х0—R, \он
170
Продолжение
Название реакций Примеры
Нитросоецинения
Восстановление R- NO2+6H-»R—NH2+2H2O Амины
Взаимодействие с кислотами Конденсация с другими соедине- ниями R _NH2+HC1->[R—NH3]+C1- илй R—NH2.HC1 H О НО 1 II I II R—N-|H+HO|—С—Ri->R—N—C-R,+H2O
СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВАЖНЕЙШИХ ОРГАНИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВ
Вещества- Способы получения
Анилин Из бензола а) Нитрование бензола: CeHe+HNO3^CeH6NO2-|-H2O б) Восстановление нитробензола: CeH5NO2+6H->C„H6NH2-|-2H2O
Ацетальдегид (уксусный альде- гид) 1. Гидратация ацетилена: /° СН=сн+н2о-»сн8—С<^ 2. Окисление этилового спирта: /° сн3-сн2он-р/2о2->сн3—с<^ +н2о \н 3. Дегидрирование этилового спирта: >0 сн3—СН2ОН->СН3—с<^ +н2
171
Продолжение
Вещества Способы получения
4. Окисление этилена: О СН2=СН2+‘/2О2-»СН2— СН2->СН8— \/ >Н О
Ацетон 1. При сухой перегонке древесины 2. Неполное окисление изопропилового спирта: " СН8—СН-СНз+‘/2О2-»СН8—с-сн8+н2о ОН О 3. Дегидрирование изопропилового спирта: СН3—СН-СН3->СНС—сн3+н2 1 II ОН О 4. Кумольный способ (см. получение
Бензол фенола) 1. При коксовании каменного угля 2. Дегидрирование циклогексана: С8Н12—>с8нв+зн2 3. Дегидроциклизации'гексана: СвНк-Л,Нв4-4Н2
Бутан (и дру- гие предельные углеводороды) 1. Синтез Вюрца: С2Н&| I-4-2Na-4-l |C2H6-»C4Hlu-|-2Nal ИЛИ С3Н7| J4-2Na-H IСН3->С4Нl8+2Nа 1 2. Гидрирование непредельных углеводо- родов: С4 Н8-|" Н 2—^С4Н10
Гликокол (гли- цин) С1СН2—С^ +NH3->NH2-CH2—С^ + Х)н хон 4-НС1
Глицерин 1. Расщепление (гидролиз) жиров 2. Синтез на основе пропилена:
т
Продолжение
Вещества Способы получения
• а) СН3—СН=СН24-С125£^ССН2С1—СН = =СН2+НС1 б) СН,С1—СН=СН2+Н2О-*СН2ОН— —СН=СН2+НС1 , в) СН2ОН-СН=СН2+НОС1-> ->СН2ОН—СНС1-СН2ОН г) СН2ОН—СНС1— сн2он+н,о-> ->СН2ОН—СНОН-СН2ОН+НС1
Карбамид (мочевина) Синтез из аммиака и двуокиси углерода: /° a) 2NH3+CO2->H2N-C^ xo-nh4 б) h2n-c^ ->h2n-c^ +н2о ^о—nh4 ^nh2
Метиловый спирт 1. При сухой перегонке древесины 2. Синтез из окиси углерода и водорода: СО4-2Н2->СН3-ОН 3. Окисление метана: 2СН4-!-О2—>2СН3ОН
Окись этилена 1. Из этилена через этиленхлоргидрин: а) СН2=СН24-Н0С1->СН20Н-СН2С1 б) СН2—CH24-NaOH->CH2—CH2+NaCl+H2O । । \/ ОН С1 о 2. Прямое окисление этилена: СН2=СН2-р/2О2-»СН2-СН2 0
173
Продолжение
Вещества Способы получения
Толуол 1. При коксовании каменного угля 2. Дегидрирование метилциклогексана: CeHuCHs-»CeH6-CHs+3H2 3. Дегидроциклизация гептана: С7Н1в->СвНБ—СН34-4Н2 4. Реакция Вюрца —Фиттига: С„НБ| Br-t-2Na+Br |CH,->-C,HR-CH.+2NaBr
Уксусная кис- лота 1. При сухой перегонке древесины 2. Брожение разбавленных растворов этилового спирта: СН3—СН2ОНЧ-О2->СН3—С<^ 4-Н2О Х)Н 3. Окисление ацетальдегида: 2СН3—С" +Ог-»2СН3— >Н Х)Н 4. Окисление бутана: СН8- СН24-СН2-СН3+21/2О2-> /° ->2СН3-С^ +Н2О \он
174
Продолжение
Вещества Способ получения
Фенол 1. При коксовании каменного угля 2. Из бензола через хлорбензол: OgHg—>С3Н&С1—>СВН5ОН 3. Кумольный способ — из бензола че- рез изопропилбензол: СН3 a) CgHe+CH2=CH-CH3->CeHB-CH СН3
у изопр опилбензол сн3 сн3 б) С,Н6—СН+О2->С6Н6-С-О-О-Н СН3 сн3 гидроперекись изопропилбензола сн3 в) СвН6—С—О—O-H->CgH5OH+CH3-C-CH:J 1 II СН3 О ацетон
Формальдегид 1.Окисление метилового спирта: СН3-ОН+’/2О2^Н-С^ 4-НгО ХН 2.. Окисление метана: /° сн4+о2->н-с<\ +н2о
175
Продолжение
Вещества Способ получения
Щавелевая кислота 1. Окислением этиленгликоля: СН2ОН-СН2ОН-|-2О2-»НООС— СООН4-2Н2О 2. Из муравьинокислого натрия (калия): а) 2НС^ -» С'Х +Н2 ^ONa NaO' ^ONa щавелевокислый натрий О ,0 б) +h2so4-> NaO' ^ONa -*НООС—COOH-]-Na2SO4
Этиленгликоль 1. Из этилена через дихлорэтан: а) СН2=СН2-ЬС12->СН2С1—СН2С1 б) СН2С1—CH2Cl+H2O4-Na„CO3-> -»СН2ОН—CH2OH+2NaC'l-|-COa 2. Из этилена через этиленхлоргидрин: а) СН2=СН2+НОС1^СН2ОН—СН2С1 б) СН2ОН—CH2Cl-|-NaHCOs-> -»СН2О Н — С И 2О И+N аС 1 + СО 2 3. Гидратация окиси этилена: СН2—СН2-|-Н2О->СН2ОН—СН2ОН ''о'
176
Продолжение
Вещества Способ получения
Этиловый спирт 1, Из крахмалсодержащих продуктов (зерно злаков, картофель): а) (СвН1о06)я-*С12Н.22011-»СвН120в крахмал мальтоза глюкоза б) СвН12Ов->2СгН8ОН+2СОг ' 2. Восстановление ацетальдегида: СН3—+Н2->СН3-СН2ОН 3. Гидролиз древесины: • a) (СвН10Оь)п-|-пН2О—>иС6Н12Ов целлюлоза глюкоза б) CeHl2O6-2C2H6OH+2CO2 4. Сернокислотная гидратация этилена: а ) СН2 = СН2 + НО—SO2—ОН -> СНз—СН2—О—SO2—ОН этилсерная кислота б) СНз-СН2-О—SO..-OH + Н2О-» ->СНз—СН2ОН '+ H2SOs 5. Прямая гидратация этилена: СН2 = СН2 -f- Н2О -> СН3 - СН2ОН 177
ЖИРЫ
Среднее содержание жира в семенах и плодах различных
растений
Растение Содержание жира (в %) Растение Содержание жира (в %)
Пшеница .... 1,5 Подсолнечник . . 24,0
Рожь 2,0 Конопля . . . . 32,0
Овес 6,0 Лен 40,0
Кукуруза .... 6,5 Клещевина . . . 50—60
Кислотный состав животных жиров (в %)
Жир Кислоты
миристиновая Ct3HJ7COOH 1 пальмитино- вая Ct5H31COOH стеариновая С17Н35СООН олеиновая С17Н33СООН линолевая С17Н31СООН линоленовая с17нисоон
Говяжий 2—2,5 27—29 25—31 36—43 3—4
Бараний 2—4 25—27 25—31 36—43 3—4 —
Свиной . . — 25—30 12—16 41—51 3-8 1-2
Кислотный состав растительных масел (в%)
Масло Кислоты
насыщен- ные олеиновая линолевая линолено- вая
Подсолнечное 8—10 39—42 47—54 —.
Льняное . 9—11 13—29 15—30 41—60
178
АМИНОКИСЛОТЫ И БЕЛКИ
Некоторые аминокислоты из числа постоянно встречающихся
в составе белков
Название Формула
Гликокол СН2—СООН
(глицин) . . .
nh2
Аланин СНз-СН-СООН nh2
Валин . . . . • СН8—СН—СН—СООН 1 1 сн3 nh2
Лейцин СН3—СН—СН2—СН—СООН СН8 /ш2
Аспарагиновая ноос—сн2—сн—соон
кислота . . . 1ш2
Серин НО—СН2—СН—соон nh2
Цистеин . . . . HS-CH2-CH—соон 1 NH
Лизин H2N-CH2-CH2—СН2—СН2—СН -СООН NH2
Гистидин . . . . N С—СН2-СН—СООН нсОсн Ц WH нс сн
Тирозин .... НО-С<^ Sc—сн2—сн—соон нс бн nh2
179
Аминокислотный состав некоторых белков
(А — процентное содержание аминокислоты;
Б _ число аминокислотных остатков в молекуле)
Наименование аминокислот Яичный альбумин Пепсин
А в А в •
Аланин 6,72 35 . — —
Глицин 3,05 19 6,4 29 j
Валин 7,05 28 7,1 21
Лейцин 9,20 32 10,4 27
Изолейцин 7,00 25 10,8 28
Пролин 3,60 14 5,0 15
Фенилаланин 7,66 21 6,4 13
Тирозин 3,68 9 8,5 - 1
Триптофан 1,20 3 2,4 / 1 4
Серин 8,15 36 12,2 40 j
Треонин 4,03 16 9,6 28 j
Цистин 0,51 2 1,64 4
Цистеин 1,35 5 0,5 2 I
Метионин 5,2 16 1,7 4
Аргинин 5,72 15 1,0 2 |
Гистидин 2,35 7 0,9 2
Лизин 6,30 20 0,9 2
Аспарагиновая кислота . 9,30 32 16,0 41
Глутаминовая кислота . . 16,50 52 11,9 28
180
Возможное число сочетаний аминокислот
Число аминокислот Возможное число сочетаний
2 2
3 6
4 24
.5 120
6 720
7 5040
8 40320
9 362880
10 3628800
15 1307674368000
17 355687428096000
19 121645100480832000
20 2432902009616640000
Элементарный состав жиров, углеводов и белков
Название веществ Содержание (в %)
углерода воаорода кислорода азота серы
Жиры 76—79 11—13 10—12 — —
Углеводы . . . . 40—44,4 6,1—6,6 49,5—53,4 — —*
Белки 50—55 6,5—7,3 19—24 15—19 0,2—2,4
181
ВАЖНЕЙШИЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Пятичленные гетероциклы
а) С одним гетер о атом ом
НС-—-.сн
нсМсн
о
фуран
тиофен
НСг—.СН
HClMcH
NH
пиррол
б) С двумя гетероатомами
НС.—j-N
нсМсн
NH
имидазол
нс—.сн
hci^J!n
NH
пиразол
Шестичленные гетероциклы
а) С одним гетероатомом
СН
нс/\сн
нс^ Jch
N
пиридин
182
б) С двумя гетероатомами
СН
n/Sch
HCl^CH
N
пиримидин
Конденсированные гетероциклические системы
сн
НсЛ—г,СН
нск/с\/сн
СН NH
ИНДОЛ
СН
Ггт
нсусусн
пурин
СН СН
нс^/Чсн
хинолин
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Азотистые соединения (основания), входящие в состав
нуклеотидов
Производные пиримидина
NH2 ОН
С с
n/^ch n/\c—сн,
I
НО—сЦ/СН но—с^сн
N N
цитозин тимин
он
с
N^\cH
ho-c^Jch
N
урацил
183
Производные пурина
NH2
С
аденин
гуанин
Углеводная часть нуклеотидов
рибоза
дезоксирибоза
Нуклеотиды, входящие в состав нуклеиновых кислот
Дезоксирибонуклеотиды
аденин гуанин
дезоксирибоза дезоксирибоза
0 =
184
ТИМИН
Рибонуклеотиды
рибоза
гуанин
рибоза
ОН
I
о °”
цитозин
рйбоаа
185
Строение дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот
186
НЕКОТОРЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА
Вещество Формула Характеристика
Анальг ин сн3 СН3—С==С—tl-CHg-SOgONa сн3—м1^^]с=о N 1 санБ Болеутоляю- щее средство
Аспирив
НС^С-С^-ОН
НС\/С—°-С-СЫ»
сн 0Z
Одно из важ-
нейших жаро-
понижающих,
антиревмати-
ческих и анти-
невралгичес-
ких средств
Глюконат
кальция
CHa—CH-CH-CH -СН—
I Г I I I
ОН ОН ОН он он
сна-сн-сн-сн-сн -с
I I I I I
он ид он он он
Использует-
ся при недо-
статке кальция
в организме,
кровотечени-
ях, вегетатив-
ных расстрой-
ствах
187
Продолжение
Вещество
Формула
Характеристика
Димедрол
свн6Ч хсн3
J>CH- О- СН2-СН2- N< -НС)
с„н5/ хсн3
Применяется
при крапивни-
це, бронхиаль*-
ной астме и
других заболе-
ваниях
Люминал
Н6С2^/СвН5
с
о=с//Хчс=о
Снотворное
средство
Новокаин
С< /СаН8
| ХО-СН2—СН2—N6
С ХС2Н5
HC-^^jCH
HC^/JCH
с
I
nh2
Полностью
заменил собой
кокаин в ка-
честве анесте-
зирующего
средства
188
Продолжение
Вещество
Формула
Характеристика
Паск (па- СООН
рааминоса- |
лициловая С
кислота)
Пеницил-
лин
Пирамидон
I
NHa
О
II /
С-NH—СН—СН
^СНз
•сн—с
о
он
Применяется
при лечении
туберкулеза
СН3—C=jC-N
СН3—Nx^/C^O
N
I
свн6
Антибиотик,
обладающий
бактерицидным
и бактериоста-
тическим дей-
ствием. Раз-
личные виды
пенициллина
(различающие-
ся значением
R) применяют-
ся при боль-
шом количест-
ве заболеваний
Жаропони-
жающее и бо-
леутоляющее
средство
189
П родолжение
Вещество
Формула
Хара ктеристика
Пурген
(фенолфта-
леин)
Применяется
в качестве сла-
бительного
средства
Салицило-
вая кислота
НС
НС
С—ОН
СН
СН СН 0
Стрепто- H2N—С<^ %С—---------NH2
цид белый \==/_
HG
В виде на-
триевой соли
применяется
при суставном
ревматизме
Один из пер-
вых сульфа-
мидных препа-
ратов, приме-
няющихся для
лечения гной-
ных заболева-
ний
190
П родолжение
Вещество
Формула
Характеристика
Тетрацик-
лин
СН3 ОН N(CH3)a
Сн\И| СН2] СН
.HCz\<z\c/\<y\c_OH
Препарат вы-
сокой активно-
сти против
кокковых за-
болеваний
HcV\/c4/t\/c-cCH2
С С С I с 12
I II I он||
он о он о
Уротро-
пин
Использует-
сякак противо-
гриппозное
средство и для
дезинфекции
мочевых путей
Фтивазид
СН СН
i\/ \с—С—NH—N=CH—
\---z и
СН СН о
сн__________сн
-С<^ ^)С-ОН
СН-iC-O-CI-L,
Препарат,
обладающий
высокой про-
тивотуберку-
лезной актив-
ностью
191
СИНТЕТИЧЕСКИЕ ВЫСОКОМОЛЕКУ
li/D Название полимера и его строение Исходные мономеры Условия синтеза полимера
1 Полиэтилен (—СН2—СН2—)„ Этилен СН2 = СН2 Полимериза- ция под высо- ким давлением при 200° С или без давления в присутствии катализатора -
2 Полипропилен (—СН2—СН—)п 1 сн3 Пропилен сн2=сн 1 сн3 Полимериза- ция в растворе в присутствии катализатора
3 Полистирол (—СН2—СН—)„ Стирол сн2=сн 1 Полимериза- ция в присут- ствии инициа-
Свн6 Свн6 тора (напри- мер, перекиси бензоила) или без него
4 Полибутадиен (—СНа-СН=СН—СНи—> п Бутадиен СНа=СН-СН-=СН, Полимериза- ция при нагре- вании в присут- ствии метал- лического нат- рия. Стереоспе- цифическая по- лимеризация в присутствии металлоорга- нического ка- тализатора
192
ЛЯРНЫЕ ВЕЩЕСТВА (ПОЛИМЕРЫ)
Свойства полимера Применение Некоторые признаки для распознавания
Прочность^ высокие электроизоляционные свойства, малый уд. вес, термопластичность, вы- сокая химическая стой- кость Большая механичес- кая прочность и тепло- стойкость, чем у поли- этилена. Высокая хими- ческая стойкость Высокие электроизо- ляционные свойства, прозрачность, хорошая термопл астичность .Тем- пература размягчения 70—80° С. Стереорегулярный по- листирол более термо- стоек. Сополимеры не обладают хрупкостью Эластичный каучуко- бразный полимер, вла- гоустойчив, газонепро- ницаем. Стереорегуляр- ный полимер, по элас- тичности и сопротивле- нию к истиранию пре- восходит натуральный каучук, уступает ему по прочности. Сохраняет эластичность при низ- ких температурах Пленки, трубы, элоктроизоляция, емкости для агрес- сивных жидкостей, предметы домашнего обихода То же, что и у по- лиэтилена. Синтети- ческое волокно Электроизолирую- щие пленки,емкости для агрессивных жидкостей, предме- ты домашнего обихо- да, игрушки, худо- жественные изделия Известен как пер- вый синтетический каучук (СКВ). Ис- пользуется СКВ в производстве шин Жирный на ощупь, легко раз- мягчается при на- гревании. Горит синеватым пламе- нем, распростра- няя запах рас- плавленного па- рафина Хрупок. При нагревании легко вытягивается в нити. Горит коп- тящим пламенем, распространяя • запах стирола. Легко деполиме- ризуется Растворяется в бензине и бензо- ле. Обесцвечива- ет бромную воду. Горит коптящим пламенем. При термическом раз- ложении образует непредельные продукты
7 Справочник по химии
193
п/п Название полимера и его строение Исходные мономеры Условия синтеза полимера
5 6 7 8 9 Полиизопрен (-СН2-С=СН-СН2-)„ СН3 Полибутадиенстирол (-СН2—СН=СН- -СН2-СН2—СН-)„ 1 СвН& Полихлорвинил (поливинилхлорид) (_СН2-СН-)Л С1 П ол итетрафторэтилеп (—CF2—CF2—)п Полихлорпропен (СН2— С=СН-СН2-)„ С1 Изопрен СН2=С-СН=СН2 1 сн3 Бутадиен СН2=СН-СН=СН2 и стирол Н2С=СН свнб Хлористый ви- нил (винилхло- рид) СН2=СНС1 Тетрафторэти- лен cf2 = cf2 Хлоропрен СН2=С—СН=СН2 1 С1 Стереоспецифи- ческая полиме- ризация в раст- воре в присутст- вии металло- органического катализатора Сополимериза- ция при нагре- вании в присут- ствии инициато- ров (перекисей) Полимериза- ция в присут- ствии инициа- торов (переки- сей) Полимериза- ция ори нагре- вании под дав- лением 50 — 100 атм Полимериза- ция при 40° С в присутствии перекисных инициаторов
194
- Продолжение
Свойства полимера Применение Некоторые признаки для распознавания
Стереорегул ярный полимер, сходен по прочности, износо- стойкости и эластич- ности с натуральным каучуком Эластичный кау- чук, по прочности и устойчивости к исти- ранию превосходит натрийбутадиеновый Механическая проч- ность, термоплас- тичность, высокие электроизоляцион- ные свойства, высо- кая химическая стой- кость Высокая термо- стойкость (до 300°С), наивысшая химиче- ская стойкость, очень высокие элек- троизоляционные свойства Эластичность, прочность, огнестой- кость, устойчивость к истиранию, дейст- вию органических растворителей, окис- лителен и света Для производства технических резино- вых изделий, преи- мущественно шин для самолетов и.ав- томобилей Для производства резиновых изделий технического и бы- тового назначения Электроизоляция проводов, пленоч- ные изделия (клеен- ки, накидки, сумки), трубы, шланги, дета- ли хим. аппарату- ры, электролитичес- кие ванны Детали химической аппаратуры, элек- троизолирующие пленки и волокна, электро- и радио- технические детали На производство бензостойких шлан- гов, транспортерных лент, ремней, элект- роизоляции для ка- белей Признаки те же, что и у бута- диенового каучу- ка. В продуктах разложения мож- но обнаружить изопрен Общие призна- ки те же. Хорош.» растворяется в бензоле, хуже в бензине Горит коптя- щим пламенем, вне пламени не горит. Размягча- ется при 60°С. При термическом разложении выде- ляется хлористый водород Не горит. При высоком нагрева- нии разлагается, распространяя резкий запах. Не растворяется ни в каких раство- рителях Загорается с трудом, вне пла- мени не горит,- при нагревании выделяет НС1
7*
195
Nb п/п Название полимера и его строение Исходные мономеры
10 11 12 13 14 Поливиниловый спирт (—СН2—СН—)„ 1 он Полиформальдегид (-СН2-О-)„ Фенолформальдегид- ные смолы он он 1 1 (- -сн2- |-сн2-)п снаон Полиметилметакри- лат СН8 -,сн,-С >„ \о-СН3 Поливинилацетат (-сн2-сн )„ 1 о— хсн3 Винилацетат сн2=сн 1 Z 0—С—СН3 Формальдегид /0 Н— \н Фенол ОН Z\ Формальдегид н-cZ Хн Метилметакри- лат СН3 1 сна=с-с^ Хо~сна Винилацетат нас=сн-о-с^° \и,
Условия синтеза
полимера
Гидролиз по-
ливинилацета-
та
(—НаС—СН—)rt
/ /Р
О—С—сн8
Полимериза-
ция в присут-
ствии металло-
органических
соединений
Поликонден-
сация при на-
гревании в
присутствии
кислот или ос-
нований
Полимериза-
ция при нагре-
вании в при-
сутствии ини-
циаторов
Полимериза-
ция при нагре-
вании в при-
сутствии ини?
циаторов
196
Продолжение
Свойства полимера Применение Некоторые признаки для распознавания
Растворяется в во- де, устойчив к дейст- вию органических растворителей Для бензостойких шлангов и мембран, пленок, синтетичес- кого волокна (винол) Растворяется в воде, нерастворим в спирте, ацетоне
Высокая прочность, устойчивость к уда- ру, не растворяется в обычных раствори- телях Детали приборов и механизмов, трубы, ленты При термическом разложении выде- ляется формальде- гид, обнаруживае- мый по запаху
Прочность, высо- кие электроизоляци- онные свойства, стой- кость по отношению к воде, органическим растворителям и кис- лотам средней кон- цеятрации Для электроаппара- туры, бытовых прибо- ров, шестерен, труб, химической аппара- туры и т. д. Вне пламени не горят. При нагре- вании разлагают- ся, появляется запах фенола
Прозрачность, све- тостойкость, механи- ческая стойкость; растворяется в ацето- не, дихлорэтане Для остекления средств транспорта, бытовых изделий и т. п. Горит синева- тым пламенем, с легким потрески- ванием, распррст- раняя эфирный запах
Эластичность, про- зрачность, светостой- кость, Малая устой- чивость к нагреванию и химическим реа- гентам Безосколочное стек- ло «Триплекс», клея- щие составы, пласт- массы в виде сополи- меров с хлорвинилом и другими мономера- ми При горении'по- является . запах уксусной кислоты
1ЙГ
№ п/п Название полимера и его строение Исходные мономеры Условия син- теза полимера
15 Полиэтилентерефталат <-О-СН,-СНг-О- Ч / Ч У5 Этиленгликоль СН2ОН-СН2ОН Терефталевая кис- Поликон- денсация
лота ноос-^ ^-соон
16 Эпоксидные смолы (—сн2—сн—сн2— 1 ОН -О—^-о-)„ Эпихлоргидрин СН2-СН-СН2С1 \о/ и двухатомные фено- лы Поликон- денсация при нагревании в присутст- вии шел очи
17 Полиакрилонитрил (—СН2—СН—)„ G = N Н итрил акриловой кислоты (акрилони- трил) CH2=CH-CsN Полимери- зация в при- сутствии инициатора
18 П олибутадиеннитрил (—СНо—СН=СН—СН2— -СН2-СН-)„ 1 C = N Бутадиен СН2=СН-СН—СН2 Акрилонитрил СН2=СН—C = N Сополиме- ризация в присутствии инициатора -
193
Продолжение
Свойства Применение Некоторые признаки для распознавания
Прочность, эластич- Для производства Горит коптя-
ность, высокая тер- стеклопластов. В тек- щим пламенем
мостойкость (260° С), стильной промышлен- с образованием
стойкость к действию ногти в виде волокна темного блестя-
кислот лавсан. Ткани из лав- сана идут на изго- тов ение костюмов, платьев, пальто щего шарика
Хорошие электро- Пленки, клеи, ла- Вязкие жид-
изоляционные свой- кокрасочные покры- кости или твер-
ства, стойкость к тия, в качестве свя- дые хрупкие
действию щелочей, зующего в произвол- вещества от
масел, растворителей стве слоистых пласти- ков желтого до бронзового цвета, раство- ряются в аце- тоне, сложных эфирах
Прочность, термо- В виде волокна нит- Набухает в
стойкость, устой- рон как добавка к насыщенном
чивость к влаге, свету шерсти для изготов- растворе хло-
и разбавленным кис- ления одежды, ис- ристого цинка
лотам кусственного меха и т. п. и в насыщен- ных растворах роданистых со- лей. Пожелте- ние нитей при нагревании с концентриро- ванной щело-
чью
Масло- и бензостой- Для изготовления Горит коптя-
кий каучук с высокой резиновых бензостой- щим пламенем.
газонепроницаемо- ких шлангов, рука- Почти не изме-
стью, теплостойко- вов, прокладок, тран- няется в маслах
стью и стойкостью к истиранию спортерных лент и т. д. и бензине
199
м п/п Название полимера и его строение Исхопные мономеры Условия синтеза полимера
19 ' Мочевииоформаль- дегидные смолы Мочевина H2bk \с=о H2NZ Формальдегид /О Н-С^ \н Поликонден- сация при на- гревании в при- сутствии кис- лот или щело- чей
20 Поликапролактам Н О 1 II (—N—(СН2)6—С—)л Капролактам сн2-сн2-сн2 1 /С° ch2-ch2-nh Полимериза- ция в атмосфе- ре азота
21 Энант Н О 1 II (—N—(СН2)6—С—)„ Аминоэнантовая кислота /О H2N-(СН2)в— он Поликонден- сация
22 Анид (найлон) о он II II 1 (-C-(CH2)4-C-N- н —(СН2)ц—N—)п Адипиновая кис- лота НООС-(ОН2)4-СООН Гексаметиленди- амин H2N-(CH2)e-nh2 Поликонден- сация
23 Полисилоксаны R 1 (-Si-O-)„ 1 R Силандиолы типа R 1 НО—Si—ОН 1 R Поликонден- сация при на- гревании
200
Продолжение
Свойства полимера Применение Некоторые признаки для распознавания
П рочность, свето- стойкость, неплав- кость, нераствори- мость в кислотах средней концентра- ции На изготовление декоративных, отде- лочных, микропорис- тых материалов, ис- пользуемых в каче- ств тепло- и звуко- изоляции Почти не горит, обугливается, рас- пространяя запах формальдегида и аммиака
Высокая проч- ность, тёрмопл астич- ность, эластичность, износостойкость В виде волокна капрон для изготов- ления платяных и кордных тканей. В виде пластмассы для изготовления многих технических деталей При нагревании волокно плавится, образуя твердый блестящий шарик. При горении распространяет неприятный запах
Прочности термо- пластичность, элас- тичность, светостой- кость, повышенная (в сравнении с кап- роном) теплостойкость В -виде волокна для выработки текстиль- ных изделий и техни- ческих' тканей Горит голубова- тым пламенем, рас- пространяя цве- точно-плодовый за- пах
Прочность, элас- тичность, высокая износостойкость В виде волокна для изделий широкого по- требления и для корд- ной ткани. В виде пластмассы для тех-; нических изделий То же
Термостойкость (от — 60 до + 250°С), устойчивость к дей- ствию воздуха и озо- на, эластичность В виде каучука идет на изготовление электроизоляцион- ных материалов, уп- лотняют х прокла- док и т. и. Не набухает в углеводородах. При сгорании об- разуется белый налет
201
Влияние функциональных групп на свойства полимеров
Группа Тепло- стойкость Прочность при растя- жении Светостой- кость Эластич- ность Водопо- глошение *
СООН ++ ++ н-
CONH, ++ + —— +
nh2 + — -f-
CN 1'1 1 +++
ОН + 4-+ —
С1 + 4- — —• — —-
F -1- ++ + + —-• —— —
сн8 — + —
Условные обозначения: + повышает, -|—|- сильно повышает,
4—1-4- очень сильно повышает, — по-
нижает, ---------------------------- сильно понижает.
Физике-механические свойства природных, искусственных
и синтетических волокон
Разрывная длина (в км)1 Разрывная
Волокно в сухом состоянии в-мокром состоянии прочность (в кг/.ммя)
Природные волок- н а
Хлопок Шелк Шерсть 27—36 27—32 12—14 30-40 22—28 10—12 41—54 35-42,5 14—18,5
Искусственные волокна
Вискозное Высокопрочное вискоз- ное Ацетатное 15—20 40—50 10,5—14 7—9 30—40 6—6,5 22,5—30 60—75 15—18,5
‘Разрывная длин а—это длина волокна (в км), при ко-
торой происходит разрыв его под действием собственного веса.
202
Продолжение
Волокно Разрывная длина (в кл>) Разрывная прочность (в Ka/ALM*)
в сухом состоянии в мокром состоянии
Синтетические в о л о к н а Перхлорвиниловое (хло- Рин) 15—20 15—20 24—32
Полиамидное (капрон, анид, найлон) 45—70 40—67 51—59
Полиэфирное (лавсан) . 35—55 35—55 49—77
П олиакрилонитрильное (нитрон) ’ . . . . 25—40 25-40 28—47
Полипропиленовое . . , 30—55 30—55 36—48
ХИМИЯ И ПРОИЗВОДСТВО
ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Основные направления развития
«Одна из крупнейших задач — всемерное развитие
химической промышленности, полное использование во
всех отраслях народного хозяйства достижений совре-
менной химии, в огромной степени расширяющей воз-
можности роста народного богатства, выпуска новых,
более совершенных и дешевых средств производства и
предметов народного потребления. Металл, дерево и
другие материалы будут все более заменяться эконо-
мичными, практичными и легкими синтетическими ма-
териалами. Резко возрастет производство минеральных
удобрений и химических средств защиты растений»
(«Программа Коммунистической партии Советского
Союза», изд. «Правда», Москва, 1961, стр. 70).
Предусматриваются высокие темпы развития произ-
водства синтетических материалов и изделий.
Улучшается качество химических продуктов, особенно
минеральных удобрений, значительно повышается содер-
жание в них питательных веществ и улучшаются их фи-
зические свойства.
204
Рост производства некоторых видов химических продуктов (в тыс. т)
Виды продукции Годы
1928 1940 | 1950 I960 1965 1967
Серная кислота в перес- чете на 100 %-ную 211 1587 2125 5398 8515 9737
Сода кальцинированная в пересчете на 95 %-ную 217 536 749 1887 2871 3169
Сода каустическая в пе- ресчете на 92 %-ную 59 190 325 765 1303 1524
Синтетические смолы и пластические массы 10,9 67,1 311,6 803,1 1114
Химические волокна 0,2 П,1 24,2 211,2 458,3 510,6
Важнейшие виды минерального сырья, их состав
и области применения
Минеральным сырьем называют полезные ископае-
мые, которые служат сырьем для производства кислот,
щелочей', солей, удобрений и других химических про-
дуктов. По степени подготовленности к разработке за-
пасы минерального сырья подразделяются на три кате-
гории, обозначаемые буквами А, В и С. Запасы катего-
рий А и В являются промышленными запасами, т. е.
изученными и разведанными в достаточной степени для
их практического освоения. Запасы категории С явля-
ются геологическими, или перспективными, запасами.
Для проектирования, строительства и эксплуатации про-
мышленных предприятий учитываются запасы сырья
категории А и В', запасы категории С дают лишь осно-
вание для планирования дальнейших геологических ис-
следований.
205
Название Состав Применение
Барит, Содержит в основном Для производства барие-
или тяже- сернокислый барий вых солей, белой минераль-
лый шпат BaSO4 ной краски — литопона в качестве наполнителя в производстве резины, кле- енки, линолеума, бумаги
Гипс Состоит главным об- разом из двуводного сернокислого кальция CaSOr2HaO После соответствующей обработки — как вяжущее вещество в строительном деле и в качестве удобре- ния в сельском хозяйстве
Графит Состоит из самородно- го углерода; встречает- ся в виде пластинок или сплошных масс Обогащенный кристалли- ческий графит для произ- водства карандашей, в ли- тейном деле, для изготовле- ния коллоидно-графитовых препаратов, для изготовле- ния гальванических эле- ментов
Доломит Химический состав CaMgiCO3)2. Обычно со- держит примеси глины и известняка В качестве огнеупорного сырья и флюса в металлур- гической промышленности, для получения извести, магнезиальных солей и ме- таллического магния, в качестве удобрения и пр.
Известняк По химическому со- ставу — углекислый кальций СаСО3. В боль- шинстве известняков присутствуют глины и углекислый магний В промышленности стро- ительных материалов, це- ментной, металлургичес- кой, при производстве соды, хлорной извести, глинозе- ма, карбица кальция, ми- неральных красок, в сель- ском хозяйстве для извест- кования почв и др.
206
Продолжение
Название Состав Применение
Каолин Состоит в основном из В силикатной, бумажной,-
обогащен- минерала каолинита резиновой, кабельной и
ный А12Оз • 2SiO3 • 2Н2О парфюмерной промышлен- ности, а также для про- изводства сернокислого глинозема
Карнал- Двойная соль хлори- Для получения магния
ЛИТ стого калия и хлорис- и калийных солей
того магния KCLMgCI2- • 6Н2О
Колчедан Кроме FeS2, содержит Для получения серной
серный ряд примесей: сернистые кислоты и в целлюлозно-
(пирит) соединения меди, цинка, бумажной промышленности
свинца, мышьяка, селе- на и теллура, углекис- лый кальций и карбонат магния, сернокислые со-
ли железа, алюминия, кальция, магния и ба- рия, кварц. Содержание серы колеблется от 30 до 52% и железа — от. 35 до 44%. Рядовой, куско- вой колчедан получают при разработке место-
рождений серного колче- дана и попутно при раз- работке месторождений медного колчедана. Фло- тационный колчедан — тонко измельченный про- дукт, получающийся
как отход при флотации медных или полиметал- лических руд
207
П родолжение
Название Состав Применение
Концен- трат апати- товый Продукт флотацион- ного обогащения апати- то-нефелиновой руды. Состоит в основном из фторапатита Са6Р(РО4)з. Содержание пятиокиси фосфора в продукте в пересчете на сухое ве- щество должно быть не менее 39,4%, влаги — не более 1% Для производства фос- форных и сложных удобре- ний, фосфорной кислоты и технических фосфатов
Концент- рат нефели- новый Продукт обогащения апатито-нефелиновой руды. Состоит в основ- ном из минерала нефели- на, представляющего со- бой натриево-калиевый алюмосиликат Для комплексной перера- ботки на окись алюминия,; содо-поташные смеси, по- таш и цемент
(Na,K)2O-Al2O3 • (2,3— —2,4)SiO2 Содержание окиси алюминия не менее 29%
Магнезит Состоит из углекисло- го магния MgCOsH раз- личных примесей В металлургической про- мышленности, в промыш- ленности вяжущих мате- риалов, в производстве ме- таллического магния, в хи- мической промышленности и др.
Мел Состоит из углекисло- го кальцин СаСОз (90— -98%) В промышленности строй- материалов, химической, стекольной и пищевой про- мышленности
208
Продолжение
Название Состав Применение
Руда апа- тию - нефе- линовая Руда мар- ганцовая Руда хро- митовая Сильвинит Соль ПО- варенная, соль камен- ная Состоит преимущест- венно из апатита Са5Р(РОй)з и нефелина, (Na, К)2О-А12Оз • (2,3— —2,4)S1O2 Состоит из минералов: пиролюзита МпО2, бра- унита Мн20з-лйЮ2 и др. В качестве примесей со- держит преимуществен- но двуокись кремния Содержит минерал хромит, или хромистый железняк ЕеО> Сг20з Состоит из сильвина— хлористого калия КС1 и галита — хлористого натрия NaCl с примеся- ми других минеральных соединений: солей маг- ния, кальция Кроме NaCl, содержит различные примеси, чаще всего хлористый каль- ций, хлористый магний, сернокислый кальций, сернокислый магний. В присутствии неболь- шого количества соеди- нений железа поварен- ная соль имеет желтова- тые цвет Для получения апатито- вого и нефелинового кон- центратов, для получения фосфора В металлургической про- мышленности при выплавке чугуна, для производства марганца, в химической промышленности и др. В металлургической про- мышленности для изготов- ления хромистой стали, ме- 1аллического хрома и в качестве огнеупорного ма- териала, а также в хими- ческой промышленности Для производства хлори- стого калия, других соеди- нений калия и минеральных удобрений В пище; как консерви- рующее средство; в химиче- ской промышленности при производстве соляной кис- лоты, сульфата натрия, ед- кого натра, хлора, белиль- ной извести и друшх сое- динении хлора, органиче- ских красителей и т. д.
209
Продолжение
Название Состав Применение
Фосфо- риты Состоят в основном из осадочных фосфатов, представляющих собой высокодисперсный фтор- апатит Ca5F(PO4)s и примесей кварца, гли- нистых частиц и др. В фосфоритах встречаются окаменелые остатки ор- ганизмов Для производства фос- форитной муки, фосфора и в металлургической про- мышленности для произ- водства феррофосфора
Шпат пла- виковый Природный фтористый кальций CaF2 Для оптических прибо- ров, для производства плавиковой кислоты и фто- ристых солей; для произ- водства матовых стекол, эмалей и др.
Использование закона сохранения массы и энергии
для производственных расчетов
Закон сохранения массы и энергии лежит в основе
химико-технических расчетов. По уравнению химиче-
ской реакции можно вычислить, сколько продукта об-
разуется из данного количества исходных веществ или
какое количество исходных веществ необходимо для
образования данного количества продукта. Вычислен-
ные по химическому уравнению затраты сырья на еди-
ницу продукта или количества продукта на единицу сы-
рья называются теоретическими или стехиометрическими.
В производстве, как правило, реакции не протекают
до конца, т. е. исходные вещества не полностью превра-
щаются в продукты, реагирующие вещества теряются
210
по разным причинам (неплотность аппаратуры и т. д.).
Поэтому на основе анализов сырья, продуктов и учета
их количеств составляют материальный баланс процес-
са. Он отражает все количественные изменения масс
веществ, происходящие в течение процесса. В приход-
ную часть баланса входят веса всех веществ, поступаю-
щих на переработку, в расходную — веса всех получае-
мых веществ.
Примерный упрощенный материальный баланс производства
1 т аммиака
Приход | Расход
статьи в кг статьи в кг
Азот 895 Аммиак .... 1000
Водород .... 191 Азот 71
Водород 15
Всего . . 1086 Всего ... 1086
Как показывает этот пример, в расходную часть ба-
ланса, кроме продукта реакции, входят также теряемые
исходные вещества. На основе материальных балансов
вычисляют отношение полученного из единицы сырья
количества продукта к стехиометрическому, которое на-
зывается практическим выходом и выражается обыкно-
венно в процентах. Приведенный выше материальный
баланс синтеза аммиака позволяет вычислить выход
аммиака. Он равен:
I0-00'1*?0 =92 %.
1086
Аналогично материальным составляют энергетические
балансы.
211
Тепловой баланс производства 1 т фосфора
Приход (в ккал)
Теплота электрического тока
1435940
Физическая теплота шихты
5590
Теплота экзотермических ре-
акций 5000
Всего 1446530
Расход (в ккал)
Физическая теплота газов
54900
Теплота на испарение воды
9960
Физическая теплота шлака
441500
Тепловые потери 217000
Всего 723360
Катализаторы некоторых промышленных реакций
Реакции
Катализаторы
Д. Окислительно-восстановительные реакции при участии
молекулярного кислорода или водяного пара
Окисление двуокиси серы
Окисление аммиака
Окисление окиси углеро-
да водяным наром
Окисление метана водя-
ным паром с образованием
водорода и окиси углерода
Окисление метилового
спирта до формальдегида
Окисление ацетальдегида
в уксусную кислоту
Окисление нафталина до
фталевого ангидрида
Платина, пятиокись ванадия, окись
железа
Платина, окислы железа, окисли
кобальта
Окислы железа и хрома
Никель
Серебро, медь
Соли марганца
Ванадиевый катализатор
212
Продолжение
Реакции
Катализаторы
Б. Реакции изомеризации, крекинга, алкилирования,
полимеризации
Изомеризация бутана
Крекинг нефтепродуктов
Алкилирование изобута-
нов бутиленами с получе-
нием изооктанов и другие
реакции алкилирования
Алкилирование бензола
пропиленом
Полимеризация непре-
дельных углеводородов
Хлористый алюминий
Алюмосиликаты
Концентрированная серная кис-
лота, жидкий фтористый водород
Фосфорная кислота
Концентрированная серная кисло-
та, жидкий фтористый водород,
фосфорная кислота; металлооргани-
ческие соединения
В. Реакции гидрогенизации и дегидрогенизации
Синтез аммиака
Синтез метанола
Получение углеводородов
взаимодействием окиси уг-
лерода и водорода
Гидрогенизация углей
Дегидрирование бутанов
Гидрирование чистым во-
дородом при невысоких
давлениях, гидрирование
олефинов
Гидрогенизация жиров
Ароматизация парафино-
вых углеводородов
Железо
Окислы цинка и хрома, медь
Железо, кобальт
Окислы и сульфиды железа, мо
либдена, вольфрама
Окись хрома
Никель
Никель, медь
Платина, окислы хрома, молибде
на, ванадия
213
Важнейшие химические продукты
Торговое название и состав
Основные области применения
Простые вещества
Сера S
Сера коллоидная, состоит
из тонкодисперсных частиц
элементарной серы
Фосфор желтый Р
Фосфор красный Р
Иод технический 1г
Окисли
Глинозем, окись алюми-
ния Д120з
Корунды синтетические
Монокристаллы окиси алю-
миния, окрашенные в раз-
ные цвета присадками скис-
лое металлов
Двуокись марганца. Со-
держание двуокиси ма р-
ганцаМнОг не менее 87%
Для производства серной кислоты,
сульфитцеллюлозы, для вулканиза-
ции каучука, для получения сероуг-
лерода; в производстве красителей,
в фармацевтической промышлен-
ности, в спичечной промышленности,
для окуривания зараженных зерно-
хранилищ и плодоовощехранилшц,
для окуривания чесоточных живот-
ных, для опыливания растений
В качестве препаратов для борьбы
с болезнями сельскохозяйственных
культур
Для получения красного фосфора,
фосфорной кислоты, фосфорного ан-
гидрида и других соединений фос-
фора
В спичечной промышленности, в
металлургии и пиротехнике
Для получения фа рмацевтинеских
препаратов и реактивов
Для получения алюминия, высо-
кокачественных огнеупоров
Для изготовления ювелирных
изделий,
для производства технических
камней
В гальванических элементах, как
катализатор, в качестве окислителя
214
Продолжение
Торговое название и состав
Мышьяк белый (ангидрид
мышьяковистый; As2Ua
Перекись водорода Н2О2
Основные области применения
В стекольной промышленности, в
производстве ядохимикатов (для
борьбы с вредителями сельскохозяй-
ственных культур)
Для беления тканей, целлюлозы,
в качестве окислителя, катализатора
и дезинфицирующего средства
Кислоты
Производство красителей, взрыв-
чатых веществ и других продуктов
Авотная концентрирован-
ная
1-й сорт — не НМОз менее 98%
2-й сорт — не HNO3 менее 97%
Азотная неконцентриро- ванная
1-й сорт —не HNO3 менее 55%
2-й сорт — не HNO3 менее 47%
3-й сорт —не HN03 менее 45%
Серная кислота H2SO4
(башенная), не менее 75 %
H2SO4
Серная кислота (контакт-
ная техническая), не менее
92,5% H2SO4
Олеум, не менее 18,5%
SO3
Производство аммиачной селитры,
других нитратов, сложных удобре-
ний, концентрированной азотной
кислоты
Производство суперфосфата, суль-
фата аммония и других удобрений,
производство кислот, сульфатов и
других солей, в металлургии для
травления железа и других металлов,
для очистки нефтепродуктов и для
других целей
Для составления нитрационных
смесей с азотной кислотой, сульфи-
рования, очистки нефтепродуктов
и др.
То же
215
Продолжение
Торговое название и состав
Основные области применения
Аккумуляторная серная
кислота, сорт А (92—94%
H2SO4)
Соляная кислота (синте-
тическая), не менее 31%
хлористого водорода HG1
Фтористоводородная кис-
лота (плавиковая), не менее
40% HF
Фосфорная
НзРО4
кислота
Щелочи
Кали едкое КОН
1. Техническое — плав.
2. Электролитическое
жидкое
3. Аккумуляторное
Натр едкий (сода каусти-
ческая, каустик) NaOH
Твердый, марка А, 1-й
сорт не менее 96% NaOH,
марка Б не менее 92% ЛаОН
Жидкий, марка А ртут-
ный не менее 42% NaOH
марка В диафрагменный,
улучшенный не менее 50%
NaOH
Для наполнения аккумуляторов
Производство хлористых солей, ор-
ганических красителей, уксусной
кислоты, для пайки, лужения, очист-
ки па ровых котлов и др.
В металлургии — для очистки чу-
гунных отливок от формовочного
песка, в стекольной промышленно-
сти — для травления стекла, в хи-
мической промышленности — для по-
лучения фтористых солей
Производство двойного суперфос-
фата, фосфорнокислых солей аммо-
ния и других солей, для органиче-
ского синтеза, в спичечной промыш-
ленности
Для получения туалетных мыл,
красителей, в бумажной промышлен-
ности, для щелочных аккумуляторов
Производство мыла, органических
красителей, искусственных волокон
и бумаги
216
Продолжение
Торговое название и состав
Основные области применения
Аммиачная вода
Соли ,
Сода кальцинированная
(натрий углекислый без-
водный прокаленный)
Na2CO3
Натрий двууглекислый
(бикарбонат натрия, сода
двууглекислая, сода питье-
вая) NaHCOa
Соль глауберова (натрий
сернокислый десятиводный)
Na2SO4 . ЮН2О
Сульфат натрия Na2SO4
Сульфит натрия
Na2SO3 • 7Н2О
Динатрийфосфат
Na2HPO4 • 12НгО
Тринатрийфосфат
NaaPO, • 12Н2О
Соль бертолетова (хло-
рат калия) КСЮ а
В медицине, производство соды,
как жидкое удобрение
Для получения каустика, в произ-
водстве химических продуктов, в
мыловаренной, стекольной, текстиль-
ной, целлюлозно-бумажной, лако-
красочной, металлургической и ко-
жевенной промышленности, в быту
В медицине, в хлебопечении, для
наполнения огнетушителей
В ветеринарии, в медицине, для
получения безводного сульфата на-
трия
В стекольной, целлюлозно-бумаж-
ной, кожевенной, текстильной и
мыловаренной промышленности, для
изготовления химических продуктов
В кожевенной промышленности, в
фото кино промышленности, в меди-
цине
В пищевой и фармацевтической
промышленности, в текстильной про-
мышленности, в качестве водоумяг-
чителя
Для умягчения воды, для удале-
ния масла и жира с машин и одеж-
ды, для мытья стекол и полов
При изготовлении массы для спи-
чечных головок, фейерверков и в ме-
дицине
217
Продолжение
Торговое название и состав
Основные области применения
Калий марганцовокислый
(перманганат калия) КМпО4
Калий сернокислый K2SO4
Калий цианистый KCN
Аммоний хлористый (на-
шатырь) 99,5—99,0%
NH4C1
Аммоний углекислый
(NH4)2CO3
М оноаммонийфосфат
ГШ„НгРО4
Диаммонийфосфат
(NH4)2HPO4
Барий сернокислый (блан-
фикс) BaSO4
Барий хлористый
ВаС1г-2Н,О, не менее 95—
96% ВаС13
Гипохлорит кальция
Са(С1О)2
Известь хлорная (известь
белильная). Смесь гипохло-
рита кальция и хлористо-
го кальция
Медь однохлористая
CuCl
Купорос цинковый
ZnSO4 • 7Н2О
Для беления тканей, жиров, масел,
как окислитель и в медицине
В производстве стекла, квасцов
в качестве удобрения
Для извлечения золота и серебра
из руд, в органических синтезах
При пайке металлов и нанесении
на них покрытий, для изготовления
гальванических элементов, в тек-
стильной промышленности
В хлебопечении, производстве
витаминов и пищевых концентратов,
в медицине
В качестве огнезащитного средст-
ва и удобрений
Для пропитки деревянных конст-
рукций с целью придания им огне-
стойкости, минеральное удобрение
Для изготовления фотографиче-
ской и крашеной бумаги
В качестве ядохимиката (для
борьбы с сельскохозяйственными
вредителями)
Для отбелки тканей и целлюлозы
и в качестве окислителя в химиче-
ских производствах
В качестве окислителя в текстиль-
ной и бумажной промышленности, в
химических производствах, в качест-
ве дезинфицирующего средства
В органическом синтезе и в га-
зовом анализе
В текстильной промышленности,
для получения белой краски лито-
пона
218
Продолжение
Торговое название и состав Основные области применения
Глинозем сернокислый (алюминий сернокислый) A12(SO4)3 . 18Н2О Неочищенный применяют в каче- стве коагулянта для очистки воды, очищенный — для производства бу- маги
Купорос железный FeSO, • 7Н„О . В качестве протравы для тканей в красильном деле, в сельском хо- зяйстве, как инсектофунгицид
Железо хлорное безвод- ное FeCls Применяют в качестве коагулянта
Газы (в том числе сжиженные и растворенные)
и их применение
Название Основные области применения
Аммиак NH3 В качестве хладоа'гента, в произ- водстве азотной кислоты органиче-
Азот N2 ских продуктов и жидких удобрений Для заполнения колб электричес- ких ламп накаливания, как инер- тная среда при проведении некото- рых химических реакций, в качестве холодильного агента; для синтеза аммиака
Ацетилен C2Hj Для кислородной резки и газовой сварки металлов и пайки., для син-
Водород На теза ряда органических продуктов Для гидрогенизации жиров и смол; в производстве органических продуктов; для синтеза аммиака
219
Продолжение
Название Основные области примёнения
Газы нефтяные: пропан, пропилен, бутан, бутилен Кислород О, В качестве топлива, для органи- ческого синтеза Для газопламенной обработки ме- таллов и для медицинских целей
Фреон-12 CFaGl2 (дифтор- дихлорметан) Хлор С1а В качестве холодильного агента в домашних холодильниках Для отбелки тканей, бумаги, цел- люлозы, для получения ряда орга- нических веществ, для дезинфекции воды
Окраска баллонов с сжатыми или сжиженными газами
и цвет надписей на баллонах
Наименование газа Окраска баллона Цвет надписи
Азот Черная Желтый
Аммиак Желтая Черный
Ацетилен Белая Красный
Водород Темно-зеленая Красный
Воздух Черная Белый
Закись азота Серая Черный
Кислород Голубая Черный
Двуокись углерода Белая Желтый
фреон-12 Серебристо-белая Черный
Хлор Зеленая •
Этилен Фиолетовая Красный
Все другие горючие Красная Белый
газы
220'
Органические растворители и их применение
Название вещества
Применение
Ацетон
Бензин для промыш-
ленно-технических це-
лей
Бензол
Дихлорэтан
Сероуглерод
Спирт метиловый, ме-
танол, или древесный
спирт
Спирт этиловый, эта-
нол, или винный спирт
Толуол
Углерод яетыреххло-
рисшй
В производстве пластических масс,
каучука и искусственного волокна,
для извлечения жиров, масел и смол,
в лако-красочном производстве
Для химической чистки тканей, для
промывки деталей при ремонте, для
смывания антикоррозионных покрытий
с изделий
Для ‘синтеза органических продук-
тов, в производстве красителей, син-
тетического фенола, фармацевтических
препаратов, взрывчатых веществ, для
химической чистки
В органическом синтезе, для извле-
чения жиров и алкалоидов. В качестве
инсектицида для обеззараживания зер-
на, зернохранилищ и почвы виноград-
ников
При производстве вискозы, при вул-
канизации каучука, в качестве ядохи-
миката (для борьбы с вредителями
сельскохозяйственных культур), для
извлечения жиров и масел
Для производства формальдегида;
В качестве экстрагирующего средства
для извлечения органических веществ,
в качестве растворителя для получения
лаков, для денатурации этилового
сии рта
Для производства органических про-
дуктов и в качестве растворителя
Для производства’ органических про-
дуктов, а также в качестве растворите-
ля в производстве лаков и-красок'
В качестве растворителя для экстрак--;
ции жиров и масел, при химйяёской яи^
221
Продолжение
i
Название вещества
Применение
Эфир этиловый
стке тканей, для приготовления мыла
из сульфированных масел
Важнейший растворитель для лабо-
раторного органического синтеза и в
производстве тонких органических про-
дуктов
Оптимизация управления химическими реакциями
на производстве
Оптимизация
управления
производством имеет
целью улучшение экономических
показателей и
прежде
всего повышение производительности труда и
себестоимости продукции. Поэтому химические
реакции
стремятся проводить на заводах при оптимальных усло-
виях.
Оптимальные условия
обеспечивают получение
продук-
та, удовлетворяющего по составу и свойствам требованиям
Государственного стандарта, — высокий выход продукта
и большую удельную производительность1 (интенсивность)
аппаратов.
Первичными исходными данными для определения оп-
тимальных условий служат физико-химические свойства
реакций, из которых наибольшее значение имеют:
1. Обратима или необратима реакция? Условия сме-
щения равновесия.
1 Удельная производительность—количество продукта, получа-
емого в единицу времени, с единицы объема аппарата или с еди-
ницы объема катализатора, или с одного квадратного метра сече-
ния аппарата (в зависимости от типа аппарата).
222
2. Экзотермична или эндотермична реакция?
3. Является ли реакция гомогенной (исходные вещест-
ва и продукты реакции полностью смешиваются друг с
другом в газообразном или жидком состоянии) или гете-
рогенной (реакция протекает на границе раздела фаз,
например, между газом и твердым телом)?
4. Течет ли реакция в одном направлении (как, на-
пример, при окислении двуокиси серы кислородом) или
в двух и более направлениях (как, например, при окис-
лении аммиака кислородом в присутствии катализатора
возможно образование окиси азота, закиси азота и моле-
кулярного азота);
5. Каталитическая или некаталитическая реакция?
6. Уравнение скорости (кинетическое уравнение)
реакции.
Некоторые закономерности управления
химическими реакциями
1. Удельная производительность (интенсивность)
реакционного аппарата растет с увеличением скорости
химической реакции, проводимой в данном аппара-
те. Важнейшей задачей является определение условий,
при которых данная реакция течет с максимальной ско-
ростью.
2. Если реакция обратима, то на выбор\условий (кон-
центрация реагирующих веществ, температура, давление)
накладываются ограничения, вытекающие из требования
сместить равновесие в сторону образования продуктов
реакции.
3. Экзотермические реакции используются не только
для прямой пели — получения химического продукта,
но и как источник энергии, что значительно понижает
себестоимость продукта.
223
4. Выбор условий для сложной реакции определяется
прежде всего требованием направить реакцию в стопону
образования целевого продукта и исключить другие на-
правления реакпии.
5. Оптимальный катализатор характеризуется высо-
кой активностью, а в случае сложной реакции высокой
избирательностью (преимущественным ускорением це-
левого направления), способностью длительно сохранять
активность и избирательность. Катализатор должен
изготовляться по возможности из доступного и дешевого
сырья. Необходима очистка исходных веществ от катали-
тических ядов и других вредных примесей, создание ус-
ловий, при которых катализатор не повреждается меха-
нически (истирается), не спекается и т. д.
Модельные реакции
Использование закономерностей показано на приме-
рах, служащих моделями отдельных типов производст-
венных химических реакций.
1. Необратимые гетерогенные простые экзотермичес-
кие некаталитические реакции на примере обжига кол-
чедана.
Полнота обжига колчедана (высокий выход двуокиси
серы) и большая удельная производительность, реакцион-
ного аппарата (печи для обжига колчедана) получаются
при проведении реакции с максимальной скоростью. В
соответствии с данными кинетики для этого необходимы
высокая концентрация реагирующих веществ (серы в кол-
чеданной руде), большая поверхность соприкосновения
реагирующих веществ (обжиг в кипящем слое), высокая
температура — 850°С (температура, выше которой смеси
окиси железа и сернистого железа спекаются). Избыточ-
ная теплота реакции используется для получения водя-
224
ного пара (соединение в один агрегат реакционного аппа-
рата— печи и парового котла).
2. Необратимые гетерогенные сложные экзотермичес-
кие каталитические реакции на примере окисления ам-
миака.
Выбор оптимальных условий определяется требова-
нием направить реакцию в нужную сторону, создав ус-
ловия, при которых скорость образования продукта
значительно превышает скорость течения реакций в раз-
ных направлениях.
Для модельной реакции оптимальные условия опреде-
ляются однозначно; катализатор—сплав платины с ра-
дием, температура 800° С, избыток кислорода.
3. Обратимые гомогенные простые некаталитические
эндотермические реакции на примере синтеза окиси азота.
Для смещения равновесия в сторону образования окиси
азота и для увеличения скорости реакции необходима
возможно более высокая температура. Предел повышения
ее обусловливается диссоциацией азота и кислорода на
атомы. Для сохранения образовавшейся окиси азота
необходимо замораживание равновесия — быстрое ох-
лаждение, так как иначе реакция пойдет в обратную сто-
рону.
4. Обратимые гомогенные простые экзотермические
некаталитические реакции на примере окисления окиси
азота кислородом в двуокись азота.
Верхний предел температуры определяется требовани-
ем сместить равновесие в сторону образования продукта
реакции — для полного окисления окиси азота при ат-
мосферном давлении необходима температура ниже
200°С.
Так как скорость реакции увеличивается при пониже-
нии температуры (редкое исключение), то оптимальной
является более низкая температура, например комнат-
ная, или еще более низкая.
8 Справочник по химии 225
5. Обратимые гетерогенные простые некаталитические
экзотермические реакции на примере образования азотной
кислоты из двуокиси азота, воды и кислорода. Для сме-
щения равновесия необходимо повышение концентра-
ции двуокиси азота, повышение давления и понижение
температуры. Для увеличения скорости реакции необхо-
димо повышение температуры и увеличение поверхности
соприкосновения газовой и жидкой фаз.
Неконцентрированную кислоту получают на заводах
при давлении от 1 до 10 атм и температуре близкой к
комнатной, из окислов азота той концентрации, которая
образуется при сжигании аммиака, с применением насад-
ки (для развития поверхности соприкосновения газа и жид-
кости) .
Для производства концентрированной азотной кис-
лоты надо соблюдать (по условиям равновесия) значи-
тельно более жесткие условия — 100-процентную дву-
окись азота, чистый кислород в качестве окислителя, дав-
ление 50 атм, а для обеспечения необходимой скорости
взаимодействия нужна повышенная температура — око-
ло 75°С.
6. Обратимые гетерогенные простые экзотермические
каталитические реакции на примерах окисления двуокиси
серы и синтеза аммиака.
Равновесие окисления двуокиси серы смещается при
атмосферном давлении и некотором избытке кислорода
в сторону образования продукта реакции при темпера-
туре около 400°С. Следовательно, для получения высоко-
го выхода продукта температура к моменту завершения
реакции должна быть близкой к указанной (400—450°С).
Однако реакция при этой температуре идет очень медлен-
но, и поэтому для достижения высокой производитель-
ности аппарата следует поддерживать в начале реакции
более высокую температуру (около 600°С). При еще более
высокой температуре ванадиевый катализатор, приме-
226
няемыи в производстве, начинает терять свою активность.
Температуру надо снижать постепенно в ходе реак-
ции.
Оптимальным катализатором является в настоящее
время пятиокись ванадия, удовлетворяющая перечислен-
ным выше требованиям. Смесь исходных веществ должна
быть освобождена от пыли и паров воды, забивающих и
портящих катализатор, и от ядов — трехокиси мышьяка
и др. Для увеличения поверхности соприкосновения це-
лесообразно применять его в кипящем слое.
Синтез аммиака во всех своих характеристиках подо-
бен здесь окислению двуокиси серы, за исключением того,
что равновесие в данном случае не может быть смещено
при экономически обоснованном давлении (от 100 до
1000 атм).
Отсюда вытекает необходимость выделения продукта
реакции из образующейся газовой смеси, содержащей
15—20% аммиака, и возврата азотоводородной смеси
после дополнительного сжатия в реакционный аппарат
(колонну синтеза аммиака).
7. Обратимые гетерогенные сложные каталитичес-
кие экзотермические реакции на примере синтеза мета-
нола.
Реакция отличается от синтеза аммиака только тем,
что наряду с метанолом образуются из окиси углерода и
водорода метан и другие вещества. Поэтому при выборе
условий накладывается дополнительное требование —
по возможности уменьшить выход вредных продуктов.
Для достижения этого болгшое значение имеет состав ка-
тализатора и состав газовой смеси.
Более сложным примером реакций этого типа являет-
ся каталитический крекинг нефтепродуктов. Из всех ус-
ловий течения реакций на первое место выдвигается во-
прос о составе катализатора. Изменяя его состав, можно
менять состав получаемых продуктов.
8*
227
Состав некоторых катализаторов
Химические производства Состав (в %) Размер гранул (в мм)
качественный количествен- ный
Сернокислотное Пятиокись вана-
(контактный способ) Синтез аммиака ДИЯ Железо в перес- чете на закись же- 7.5 3-5
леза. 29—36 3-5
Калий в пересче- 0,7-1,0 То же
те на окись калия Алюминий в пе- ресчете на окись 3,0—4,0 То же
алюминия Кальций в пере- счете на окись кальция 2,0—3,0 То же
Окись алюминия 9—15 2,5—5
Крекинг нефте- продуктов (с дви- жущимся гранули- рованным катали- затором) Окись кремния . 83—89 То же
ТОПЛИВО
«Будет последовательно проводиться линия на пре-
имущественное развитие добычи нефти и газа с возра-
стающим их использованием как сырья для химических
производств. Добыча угля, газа и нефти должна обеспе-
чить полностью все потребности народного хозяйства.
Широкое применение получат наиболее прогрессивные
и экономичные способы добычи минерального топлива».1
1 «Программа Коммунистической партии Советского Союза»,
изд. «Правда», М., 1961, стр. 70.
228
Изменение структуры топливной промышленности в СССР
В новой пятилетке произойдет дальнейшее совершен-
ствование структуры топливного баланса: доля газа и
нефти в общем производстве топлива возрастет до 60%
против 52% в 1965 г.
Рост добычи топлива в СССР
Топливо Годы
1913 1940 1965 1970 (план)
Уголь (в МЛН. т) . . 29,1 165,9 578 665—675
Нефть (в млн. т) . . 9,1 31,1 243 345—355
Газ (в млрд, м3) . . . 0,02 3,4 129,2 225—240
Мировое потребление основных энергоресурсов
(в пересчете на условное топливо — 7000 ккал)
Виды энергоресурсов Годы
1913 1950 1965 1967
Уголь 1255 1561 2248 2196
Торф 6 18 20 26
Нефть 77 680 2000 2300
Газ природный и попутный 22 256 960 1120
Гидроэлектроэнергия 45 187 346 384
Всего 1405 2702 5574 6026
229
Состав горючей массы ископаемого твердого и жидкого
топлива
Вид топлива Содержание (в весовых процентах)
углерода водорода
Торф . . 49—60 5,6
Бурый уголь 59-80 4,5-6,5
Каменный уголь 70-95 3,4—6
Антрацит 92-98 1—3
Нефть 85,3—87,0 11,7-12,7
Примечание. Горючая масса определяется вычитанием из
веса топлива веса содержащейся в нем воды и образующейся при
его полном сгорании золы.
Высшая теплотворность твердого топлива
Вид топлива
Теплотворность (ккал/кг на
горючую массу)
Торф...............
Бурый уголь .......
Каменный уголь . . .
Антрацит...........
5400 (в среднем)
5000—7000
7000—9000
7800-8500
230
Температуры воспламенения газов в воздухе
Газ Температура (в °C) Газ Температура (в °C)
Метан 600-800 Окись углерода . . 630—650
Этан 530—570 Сероводород . . . . 300-400
Пропан 530-570 Этилен 520—540
Бутан 500—550 Коксовый газ . . . 640—650
Ацетилен .... 400—450 Генераторный газ 640—650
Бензол 600
Теплотворность и теоретические температуры горения газов
Газ Низшая теп- лотворность (в ккал/м3) Теоретическая температура сгорания (в °C)
Ацетилен 12 805 2325
Водород 2 570 2045
Окись углерода 3020 2100
Метан 8 000 1875
Этан 14 400 1900
Пропан 19 950 1925
Бутан 25 900 1900
Сероводорот 5 660 1900
Водяной газ 2 600 1850
Коксовый газ 4100 1835
Воздушный генераторный газ . . . 1050 1515
Колошниковый газ 780 1235
231
Пределы взрываемости газов и паров
Газ Пределы взрываемости гааа в смеси с воздух ом (в объемных процентах)
нижний верхний
Водород 4,1 75,0
Окись углерода 12,5 75,0
Метан 5,3 15,0
Этап 3,2 12,5
Пропан 2,4 9,5
Этилен 3,0 16,0
Ацетилен 2,3 82,0
Сероводород 4,3 45,5
Аммиак 15,7 27,4
Коксовый газ 5,6 31,0
Водяной газ 6,2 72,0
Генераторный газ 20,7 73,7
Антидетонационные свойства топлив для карбюраторных
двигателей
При детонационном сгорании топлива пламя рас-
пространяется со скоростью около 2000 м/сек, превы-
шающей примерно в 100 раз скорость распространения
пламени при нормальном сгорании.
В зависимости от химического состава топлива об-
ладают различной детонационной стойкостью. Показа-
телем этого свойства топлива является его октановое
число.
232
Октановое число равняется содержанию (% по объ-
ему) изооктана (2,2,4-триметилпентана) в смеси изоок-
тана и нормального гептана, эквивалентной по детона-
ционной стойкости испытуемому топливу, при сравнении
топлив в стандартных условиях. Октановое число изоок-
тана принято равным 100, нормального гептана — 0.
Октановые числа бензинов прямой перегонки колеб-
лются в зависимости от преобладания в них углеводо-
родов того или иного класса и их строения в широких
пределах—от 66 до 80. Октановые числа бензинов, полу-
ченных путем термического крекинга, находятся в пре-
делах от 60 до 75. Бензины каталитического крекинга
имеют октановое число, близкое к 80.
Оценка дизельных топлив производится путем срав-
нения сгорания данного топлива с эталонными смесями.
В качестве эталонов служат цетан и а-метилнафталин.
Показателем качества топлива является цетановое чис-
ло, равное содержанию цетана (в процентах) в смеси обоих
эталонных веществ, эквивалентной по самовоспламеняе-
мости испытуемому топливу.
Октановые числа углеводородов
Углеводороды
Углеводороды
н-пентан ...........
н-гексан............
н-гептан............
н-октан.............
Изопентан...........
2,2,4-трп метил пентан
(изооктан) . . . .
61,7
24,8
О
28
93
100
2-гексилен...........
2-октилен ...........
Циклогексан..........
Метилциклогексан . .
Бензол ..............
Толуол
Этилбензол ...........
78
74
77
46,5
108
115
98
233
МЕТАЛЛУРГИЯ
«Дальнейшее быстрое увеличение производства ме-
талла и топлива, составляющих фундамент современной
промышленности, по-прежнему останется одной из важ-
нейших народнохозяйственных задач»1.
Применение металлов
Металлы Применение металлов
Железо Марганец Хром Ванадий Алюминий Магний Применяется в виде сплавов с други- ми элементами. Чугун идет на производ- ство стали и на отливки чугунных деталей машин. Сталь используют в литом виде при изготовлении деталей машин и в ви- де полуфабрикатов, получаемых методом горячей прокатки, ковки или штамповки Для раскисления и обессеривания ста- ли и как легирующая добавка для произ- водства специальных ее сортов Для производства многих видов ста- лей: жаростойких, нержавеющих, магнит- ных. Для электропокрытий металлических деталей, чтобы придать им твердость, хи- мическую и термическую стойкость и кра- сивый вид Для производства ванадиевой стали Алюминий и алюминиевые сплавы на- ходят широкое применение в авиации Алюминий применяют в машинострое- нии, моторостроении, для танкостроения, артиллерии, производства средств связи, взрывчатых веществ, осветительных и за- жигательных снарядов, проводки кабеля; для конструктивных элементов промыш- ленного и жилищного строительства В самолетостроении и производстве алюминиевых сплавов
1 «Программа Коммунистической партии Советского Союза»,
изд. «Правда», М., 1961, стр. 69—70.
234
Продолжении
Металлы
Применеии j металлов
Титан
Медь
Никель
Свинец
Цинк
Олово
Сплавы на основе титана применяют
главным образом в самолетостроении, для
изготовления отдельных частей реактив-
ных двигателей
В электротехнике используется медь в
чистом виде: в производстве кабельных из-
делий, шин голого и контактного прово-
дов, электрогенераторов, телефонного и те-
леграфного оборудования и радиоаппара-
туры. Сплавы на медной основе использу-
ются в машиностроении, в автомобильной
и тракторной промышленности (радиато-
ры, подшипники), для изготовления хими-
ческой аппаратуры
Широко используется в сплавах с дру-
гими металлами. Хромоникелевые нержа-
веющие стали (антикоррозионные и кис-
лотостойкие материалы) — в судостроении,
при изготовлении химической аппаратуры,
посуды. Нихром, содержащий 75—85% ни-
келя, 10—20% хрома и немного железа,
применяется в нагревательных приборах
Для никелирования, на изготовление
щелочных аккумуляторов
В производстве кабелей для покрытия
их коррозионноустойчивой оболочкой, в
аккумуляторной промышленности. Для за-
щитных покрытий химической аппарату-
ры. Свинец лучше других материалов спо-
собен поглощать у-лучи
Для оцинкования листов, труб, прово-
локи и других изделий. Сплавы цинка ис-
пользуют для отливки типографских
шрифтов. Цинк — составная часть лату-
ней
На изготовление белой жести, на вы-
пуск припоев, баббитов, латуней, бронз и
типографских сплавов; для лужения
235
Рост производства черных металлов (в млн. т)
Черные металлы Годы
1913 1940 | 1965 1970 (план)
Чугун ........ 4,2 14,9 I 66,2 94— 97
Сталь 4,2 18,3 1 91 124—129
Промышленная классификация металлов
В современной технике сложилась классификация ме-
таллов на две основные группы: черные и цветные.
К черным металлам относятся железо во всем много-
образии его сплавов — в виде разнообразных чугунов,
сталей и ферросплавов; металлы, которые в основном
применяются в качестве добавки к железу; марганец,
хром.
Все остальные металлы объединяются общим назва-
нием «цветные». Цветные металлы в зависимости от фи-
зико-технических свойств классифицируют на пять групп:
1. Легкие — алюминий, магний, титан.
2. Тяжелые — медь, свинец, никель, цинк, олово.
3. Малые — кобальт, кадмий, молибден, вольфрам,
сурьма, ртуть, висмут.
4. Благородные — золото, серебро и металлы плати-
новой группы: платина, палладий и др.
5. Редкие, обладающие самыми разнообразными фи-
зическими и химическими свойствами. Общим для них
следует считать относительную новизну применения в
технике.
Принята следующая условная классификация груп-
пы редких металлов.
Легкие металлы — литий, рубидий, цезий, бериллий.
Рассеянные — галлий, индий, таллий, германий, ре-
ний.
Тугоплавкие — цирконий, гафний, ниобий, тантал.
Редкоземельные — лантан и все лантаноиды.
236
Радиоактивные — радий, полоний, актиний и все ак-
тиноиды.
Руды
Рудой называют горную породу, в которой содер-
жание полезного металла достаточно для того, чтобы при
данном уровне техники добыча его была возможна и рен-
табельна. Руды представляют собой совокупность ми-
нералов. Минералы, содержащие извлекаемый металл,
называются рудными, а все остальные — пустой породой.
Железные руды
Состав руды (в %)
Месторождение и наименование руд О IX 0) о О 5 СаО MgO О д
Магнитогорское (сырая) 56,0 0,05 0,03 0,035 10,5 3,0 2,5 0,6 7,0
Кузнецкое (темирская) 44,1 0,3 0,05 0,03 16,8 5,0 7,0 3,0
Соколовское 61,5 0,1 0,11 0,22 6,1 1,8 1,4 0,7 4,1
Агломераты
Наименование Состав агломерата (в %)
4) О ф &- С (X СО О со О •ч СаО
Магнитогорская аглофабрика Криворожская аглофабрика 55,1 48,5 15,1 11,1 0,05 0,7 0,03 0,04 0,05 0,06 7,2 14,7 2,4 2,5 10,4 13,2
Примерный химический состав черных металлов (в %)
Название с Si Мп Р 8
Чугун литейный Чугун передель- 3,7-4,2 2,26-2,75 0,51-0,90 0,11-0,30 0,04
ный мартеновский Чугун передель- ный бессемеров- — 0,76-1,25 1,0 0,20 0,05
ский — 1,26-1,75 0,60-1,20 0,07 0,04
237
Продолжение
Название с Si Мп р S
Ферросилиций доменный .... 13,10 3,00 0,20 не более
Ферросилиций электротермичес- кий ...... “ — и более 74,80 0,5 0,04 0,04 0,04
Ферромарганец доменный .... . не более 70,50— 0,35 не более
Ферромарганец электротермичес- кий не более 2,00 не более —75,00 не менее не более 0,03 не более
Сталь мартенов- ская 1,0 0,14-0,22 2,0 0,12—0,30 80,0 0,40-0,65 0,30 не более 0,03 не более
Сталь бессеме- ровская .... не более 0,10-0,35 0,25-0,55 0,050 не более 0,055 не более
Хромистая сталь (нержавеющая и кислотостойкая) 0,12 не более не более не более 0,085 не более 0,065 не более
Хромоникелевая сталь (нержаве- ющая и кислото- стойкая) .... 0,35-0,45 0,06 0,60 0,50—1,0 0,60 1,0—2,0 0,030 0,030 0,035 0,020
Хромоникелевая сталь (окалино- стойкая и жаро- прочная) . , . , 0,20 1,50 2,00 0,035 0,030
238
Классификация сталей по химическому составу
Углеродистое стали
Название Содержание углерода (в %)
Низкоуглеродистые Не более 0,3
Среднеуглеродистые От 0,3 до 0,65
Высокоуглеродистые От 0,65 до 1,5
Легированные стали
Название
Содержание легирующих
элементов (в %)
Низколегированные
Среднелегированные
Высоколегированные
Не более 4
От 4 до 10
От 10 до 50
Физические свойства цветных металлов
Группа и наименование металлов Плотность при 1 20°С (в г/сж») Температура (в °C) Теплопровод- I ность при 20°С | (кал/см • сек) 1 Удельное влек~ тросопротивле- ние при 20° С 1 (ом мм2/м)
плавления | кипения
Легкие цветные металлы:
Алюминий Магний Титан 2,699 1,74 4,54 660,2 650 1800 2060 1107 3400 0,53 0,38 0,036 0,0265 0,047 (0°С) 0,47
Тяжелые цветные металлы:
М едь Никель 8,96 8,9 1083 1455 2600 2730 0,94 0,22 0,0167 0,068
239
Продолжение
Группа и наименование металлов | Плотность Ври 20°С (в г/слг)-\ Температура (в °C) Теплопровод- ность при 20°С (кал/см-сек) Удельное Элек- тр ос опр оти вле- ние при 20°С (см-мм3/м)
1 плавления 1 1 кипения
Свинец 11,34 327,4 1740 0,084 0,2065
Цинк 7,14 419,5 907 0,268 0,059
Олово ... 7,3 232 2270 0,156 0,115
Малые цветные металлы: Молибден . 10,2 2625 4800 0,35 0,0517 (°C)
Вольфрам Благородные цветные 19,35 3377 6000 0,4 5,03
металлы:
Золото 19,32 1063 2600 0,745 0,0225
Серебро 10,49 960,5 2210 0,974 0,0159
Платина 21,45 1773,5 4410 0,1664 0,109
Редкие металлы: Германий 5,36 958 1760 0,89 (°C)
Ниобий 8,57 2420 3700 0,131
Тантал 16,6 2850 5300 0,13 0,124
Важнейшие сплавы цветных металлов
Латуни — сплавы меди с цинком (мрди от 60 до i
90% и цинка от 40 до 10%) —- прочнее меди и меньше I
подвержены окислению. При присадке к латуни крем- з
ния и свинца повышаются ее антифрикционные каче- :
ства, при присадке олова, алюминия, марганца и нике-
ля повышается антикоррозионная стойкость. Листы,
литые изделия используются в машиностроении, особен-
но в химическом, в оптике и приборостроении, в производ-
стве сеток для целлюлозно-бумажной промышленности.
240
Бронзы. Раньше бронзами назывались сплавы меди
(80—94%) и олова (20—6%).( В настоящее время про-
изводятся безоловянные бронЦл, именуемые по главно-
му вслед за медью компоненту.
Алюминиевые бронзы обычно' содержат 5—11% алю-
миния, обладают высокими механическими свойствами в
сочетании с антикоррозионной Стойкостью. Свинцовые
бронзы, обычно содержащие 25—33% свинца, исполь-
зуются главным образом для изготовления подшипников,
работающих при высоких удельных давлениях и боль-
ших скоростях скольжения.
Кремниевые бронзы, обычно содержащие 4—5% крем-
ния, применяются как дешевые заменители оловянных
бронз.
Бериллиевые бронзы, содержащие 1,8—2,3% берил-
лия, отличаются твердостью после закалки и высокой
упругостью. Они применяются для изготовления пружин
и пружинящих изделий.
Кадмиевые бронзы — сплавы меди с небольшим ко-
личеством кадмия (до 1%) — используются при производ-
стве троллейных проводов, для изготовления арматуры
водопроводных и газовых линий и в машиностроении.
Силумины — сплавы алюминия с кремнием, иногда
более сложного состава. По своей прочности не уступают
стали, но значительно легче ее и обладают исключи-
тельно Высокими литейными качествами, широко при-
меняются в машиностроении для отливки многих дета-
лей, а в автомобильной промышленности — для отливки
моторов, поршней, коробок скоростей и других деталей.
Пример — силумин марки АЛ4: 8—10,5% Si, 0,17 —
0,3% Mg, 0,25-0,5% Мп.
Дуралюмины — сплавы, содержащие, кроме алюми-
ния, медь, магний, кремний и марганец; используются
для обшивки самолетов, автобусов. Пример — дуралю-
мин марки Д1: 3,8—4,8% Си, 0,4—0,8% Mg, 0,4—0,8%Мп.
241
Баббиты — антифрикционные сплавы на основе оло-
ва, свинца, цинка или алюминия. Сначала баббитами
называли сплавы на основе олова. Баббиты использу-
ют для заливки подшипников и вкладышей турбин, ком-
прессоров, электродвигателей, тракторов, автомобилей,
вагонов, локомотивов./
Припои — сплавы /цветных металлов, применяемые
при пайке для получения монолитного паяного шва:
мягкий припой — сплав олова, свинца и сурьмы (40% Sn;
1,5—2,0% Sb; остальное — свинец) и твердый припой —
медносеребряный сплав (44,5—45,5% Ag; 29—31% Си;
остальное — цинк).
Твердые сплавы — твердые и износостойкие метал-
лические материалы, способные сохранять эти свойства
при нагреве до 900—1000® С. В основном изготовляются
на основе карбидов вольфрама и титана при различном
содержании кобальта: вольфрамо-кобальтовые твердые
сплавы, содержащие 85—97% карбида вольфрама и
3—15% кобальта, титано-вольфрамо-кобальтовые, со-
держащие 34—85% карбида вольфрама, 6—60% карби-
да титана и 6—9% кобальта. Применяются для осна-
щения наплавкой бурового и режущего инструмента.
Некоторые огнеупорные материалы
Под огнеупорностью понимается способность матери-
алов выдерживать без деформации высокую температуру.
Динасовыми называются огнеупоры, изготовленные
из кварца. Динасовые изделия содержат от 92 до 94,5%
SiO2 и 1,5—3% А12О3. Их огнеупорность гарантируется
в пределах 1690—1710°С.
Шамот делают из смеси пластичной огнеупорной гли-
ны с отощающими веществами: кварцем, измельченным
боем кирпича, тощей или обожженной глиной. Шамотный
кирпич содержит от 52 до 60% SiO2, от 30 до 42% А12О3,
до 2,5% Fe2O3 и до 1,5% СаО. Для высшего класса огне-
242
упорность равна 1730° С, а для низшего — 1580° С. Под
нагрузкой 2 кг/см2 деформация наступает уже при 1200—
1400° С.
Магнезит MgCO3. Металлургический магнезит — про-
дукт обжига при температуре 1600° С содержит 92—
93,5% MgO, 0,3% Fe2O3, до 3% Л12О3 и до 2,5% СаО и
SiO2. Огнеупорность — 2000° С, йачало деформации на-
блюдается при температуре не ниже 1500—1600® С.
Хромомагнезит состоит из смеси одинаковых коли-
честв металлургического магнезита и хромистой руды.
Огнеупорность равна 1770° С.
Мировое потребление минеральных удобрений (в тыс. т)
Минеральные удобрения | Годы
1912/1з|1937/38 1950/51 | 1960/61 | 1966/67
Азотные удобрения (в пересчете на азот) 742 2485 4191 10 210 19 959
Фосфорные удобрения (в пересчете на Р2О6) 2116 3678 6208 9 950 15 435
Калийные удобрения (в пересчете на К2О) 1075 2960 4514 8 470 12 995
Рост производства в пересчете минеральных удобрений в СССР
(в пересчете на N, Р2ОВ и К2О, в тыс. т)
Удобрения Годы
1940 1950 1960 1965 1967
Азотные 199 392 1003 2712 3753
Фосфорные 253 440 912 1599 1867
Фосфоритная мука 73 92 280 701 907
Калийные 221 312 1084 2368 2868
243
Минеральные удобрения
Название | i Содержание питательных веществ
Азотные удобрения Аммиак жидкий Аммиакат А (водный раствор аммиачной се- литры, насыщенной аммиаком) Аммиачная вода Аммиачная селитра марки Б для применения в сельском хозяйстве 1-й сорт 2-й сорт Кальциевая селитра Натриевая селитра, 2-й сорт (в пересчете на су- хое вещество) Мочевина (карбамид) Сульфат аммония (в пе- ресчете на сухое вещес- тво) Фосфорные удобрения Фосфоритная мука (в пересчете на сухое ве- щество): высший сорт 1-й сорт 2-й сорт Суперфосфат простой гранулированный из апа- титового концентрата 1-й сорт 2-й сорт Суперфосфат простой гранулированный из фос- форитов Кара-Тау Суперфосфат двойной гранулированный из апа- титового концентрата 82 % N 34 — 37,5 % N 20 — 25 % N Не менее 34,6 % N Не менее 34,3 % N Не менее 17,0 % N Не менее 16,2 % N Не менее 46,0 % N Не менее 20,8 % N Не менее 30 % Р2О5 Не менее 25 % Р2О6 Не менее 22 % Р2О6 Не менее 20,5 % Р2О6 Не менее 19,5 % Р2О6 Не менее 14 % Р2О5 Не менее 45 % Р2О5
244
Продолжение
Название Содержание питательных веществ
Преципитат: 1- й сорт Не менее 31 % Р2О6
2- й сорт Не менее 27 % Р2О5
Фосфат обесфторенный кормовой Не менее 36 % Р2О5
Калийные удобрения Калий хлористый (в пересчете на сухое веще- ство), 2-й сорт Не менее 95 % КС1
Соль калийная смешан- ная (смесь хлористого калия с сильвинитом) Не менее 40 % К2О
Сульфат калия Не менее 48 % К2О
Комплексные удобрения Аммофос гранулирован- ный из флотационных фосфоритов Кара-Тау Не менее 41 % Р2О6 не менее 11 % N
Калиевая селитра Не менее 98 % KNO3
Суперфосфат аммони- зированный из фосфори- Не менее 14 % Р2О6, не более 2,3 % N
тов Кара-Тау 16 — 17 % N, 16 —17 % Р2О6, 16 — 17%
Нитрофоска А К2О
12,5—13,5 % N, 8,5—9,5 % Р2О8,
Нитрофоска Б 12,5—13,5 % К2О
Нитрофоска В 11—12 % N, 10—11 % Р2О6,11—12 % К2О
245
Средний химический элементарный состав живых организмов (в %)
Группа Содержание
Макроэлементы: О, И Более 10
С, N, Са 10»—10*
S, Р, К, Si 10-1—10»
Mg, Fe, Na, Cl, Al 10-1—ю-1
Микроэлементы: Zn, Br, Mn, Cu, Mo IO-3—IO-2
1, As, B, F, Pb, Ti, V 10-4— ю-a
Cr, Ni, Sr, Ag, Co, Ba, Th 10-6—10-4
Поставка минеральных удобрений сельскому хозяйству на 1 га
цат ни (в пересчете на N, Р2О6, К20, в кг)
Удобрения Годы
1940 1950 i960 1965 1967
Азотные 0,8 1,8 3,6 10,3 14,0
Фосфорные 1,3 2,6 3,8 6,8 7,7
Фосфоритная мука 0,5 0,5 Г,2 2,8 3,7
Калийные 1.1 2,4 3,6 8,6 9,7
Всего . , . 3,7 7,3 12,2 28,5 35,1
Подразделение почв по степени кислотности
Почвы | pH Почвы 1 pH
Сильнокислые . 3- —4 Нейтральные 6—7
Кислые 4- -5 Щелочные 7—8
Слабокислые . . 5- -6 Сильнощело.чные , . 8—9
246
Оптимальное значение pH почвы для развития растений
Растения pH Растения pH . Растения pH
Пшеница 6,5-7,5 Подсолнеч- Капуста 6,0—7,4
НИК 6,0—6,8 Редис . . 5,5—6,5
Рожь . . . 5,0—7,0 Соя . . . . 6,5—7,1 Огурцы . 6,0—7,0
Овес . . . 5,0—6,0 Горох . . . 6,0-7,0 Помидоры 6,3—6,7
Ячмень . . 7,0—8,0 Бобы . . . 5,0—7,0 Морковь 5,5—7,0
Кукуруза 6,5—8,5 Вика . . . 6,3—6,8 Сельдерей 6,0—7,5
Просо . . . 6,5—8,5 Мак . . . 6,5—7,5 Люцерна 7,0—8,0
Гречиха 4,7—7,0 Свекла са- Клевер
харная 7,0—7,5 красный 6,0—7,0
Конопля 7,0—7,5 Свекла кор- Люпин . . 4,5—6,0
мовая . . 6,5—7,5 Малина . . 5,0—6,0
Лен . . . 6,0—6,5 Картофель 5,0—5,5 Черная
Арбуз . . 5,5—8,0 Яблони . . 5,5—6,® смородина 6,0—7,0
Дыня . . . 6,5—8,0 Груша, ви- Земляни-
шня, ели- ка, кры-
ва ♦ . . 6,5—7,0 жовник 5,0—6,0
Виноград 6,5—8,0
Примечание. При значении pH меньше 4 в почве на-
копляются ионы водорода, алюминия, марганца и других элементов
в концентрациях, вредных для растений. Наоборот, при ; начениях
pH больше 8 вредное действие оказывают накопляющиеся ионы ОН-.
Схема ионообмена в почве
пк+
Почвенный
поглощающий
комплекс
4- н+
t
Из кислот,
выделяемых
растением
-> пн+ + к+
Истощенная
калием почва
В растения
Пн+ + К+ -> Пк+ +
t
Истощенная Из удобрения Регенерирован-
калием почва пая почва
Происходит
подкисление
почвы, устра-
няемое извест-
кованием ее
247
Прибавка урожая от известкования
Культуры Прибавка урожая на иочвах (в ц с 1 га)
сильно- и средне- кислых слабокислых
Озимые зерновые (зерно) . . 2,0—2,2 0,5—1,0
Яровые зерновые (зерно) . . 2,0—2,6 0,5—0,6
Зернобобовые 2,0—3,0 1,0—1,5
Сахарная свекла 60,0 25,0
Кукуруза (зеленая масса) . . 42,0 20,0
Картофель 15,0 5,0
Лен: соломка 3,0 1,0
семена 1,0 0,3
М ноголетние травы 15,0 7,0
Капуста столовая 70,0 30,0
Свекла столовая 55,0 25,0
Морковь столовая 45,0 15,0
Нормальные дозы извести (в т на га )
Почвы pH солевой вытяжки из почвы
4,5 и менее 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4— 5,5
Супесчаные и легкосуг- линистые 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 2,0
Средне- и тяжелосугли- нистые 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5
Примечание. Известкование почвы нормальными (пол-
ными) дозами повышает урожай сельскохозяйственных культур в
течение 10—12 лет и больше.
Элементарный состав почв (в %) по В. И. Вернадскому
Кислород.........49,5
Кремний ........25,7
Алюминий .... 7,5
Железо...........4,7
Кальций .........3,4
Калий ...........2,4
Магний............2,0
Водород............... 1,0
Титан, углерод, марга-
нец, хлор, сера, фос-
фор ...................0,1—0,5
Остальные элементы —
доли процента
248
Состав местных удобрений и равноценность их минеральным
удобрениям
Удобрение Содержание (в % ) Количество полезно- го элемента (в кг), эквивалентное 1 т местных удобрений
N Р„О8 К2О
N Р,ОГ1 *К,0
Навоз смешанный (ко- ровий и конский) . . . . 0,5 0,25 0,6 2 4 5
Птичий помет, содержа- щий 50% воды 1,8 1,6 0,7 10 25 9
Древесная зола . . . . — 3,0 8,0 — 30 80
Торфяная зола — 1,2 1,0 — 12 10
Фекалии 0,5 0,2 0,1 4 3 1
Торф низинный йровет- рениый .... 2,0 — — 1 — —
Прирост урожая от внесения минеральных удобрений
(в расчете на 1 т основного питательного вещества,
ориентировочные данные)
Виды сельскохозяйственной продукции Основные питательные вещества (в т)
азот фосфор калий
Хлопок-сырец 11 5 2
Свекла сахарная 16 10 6
Картофель 110 60 50
Озимая пшеница и рожь (зерно) . . 19 22 4
249
Прибавка урожая от минеральных удобрений на различных типах
почв СССР
(по разнице между урожаем по полному удобрению
и неудобренной делянке, в процентах)
Подзолистые почвы Черноземы
суглинистые песчаные д еградированные мощные обыкновенные
112 90 81 63 36
В таблице приведены результаты обработки опытов
по определению эффекта от удобрений на различных
типах почв СССР.
Содержание питательных элементов в зерне и соломе растений
при уборке урожая с 1 га
(в кг, по данным Мироновской опытной станции Киевской области)
Растения Урожай в ц с 1 га Азота Фосфора Калия
зерна СОЛОМЫ в зерне в соломе всего в зерне ! в соломе О & о аз в зерно I в соломе всего
Озимая пше- ница .... Горох . . . 25 15 64 28 69,5 61,0 46,1 32,7 115,6 93,7 25,5 14,3 12,2 9,8 37,7 24,1 10,0 21,9 58,2 68,2 29,451,3
Микроэлементы
Микроэлементами называются такие элементы мине-
рального питания растений, животных и микроорганиз-
мов, которые необходимы живому организму лишь в
очень небольших количествах. В настоящее время при-
меняют в сельском хозяйстве бор, медь, марганец, цинк,
молибден, кобальт, иод.
250
Содержание микроэлементов в растениях
' (в мг на 1 кг сухой массы)
Бор . .
Медь . .
Марганец
Цинк . .
Кобальт
Молибден
1,0
7-20
10,0—50,0
10-40
0,2—0,4
0,2-8,0
В относительно доступном состоянии в почвах нахо-
дится лишь небольшая часть общих запасов микроэле-
ментов.
Микроэлементы входят в состав многих ферментов.
Бор. Борные удобрения рекомендуется применять
для повышения урожайности льна, сахарной свеклы,
овощных культур и кормовых корнеплодов. Бор повы-
шает урожайность льна на 40—57%. Под влиянием бо-
ра увеличивается сахаристость свеклы, крахмалистость
картофеля. Лучшими дозами бора под сахарную свеклу
в пересчете на буру являются 6—9 кг на 1 га.
Медь. На бедных медью почвах пиритные огарки
повышают урожай зерновых культур на 4—7 ц/га и бо-
лее; на торфяно-болотных почвах значительно повыша-
ется урожай и качество льна. В настоящее время ис-
пользуются пиритные огарки в дозах 6—8 ц/га или мед-
ный купорос в дозах 20—25 кг/га.
Марганец. В качестве марганцовых удобрений при-
меняют сернокислый марганец и отходы, получающиеся
при переработке марганцовых руд — марганцовый шлам
(получается в качестве отхода марганцовой промышлен-
ности на обогатительных фабриках). При внесении мар-
ганцового шлама прирост урожая сахарной свеклы
составляет 18—20 ц/га, зерна озимой пшеницы — 1,5—
2,5 ц/га. Средние нормы предпосевного внесения мар-
ганцовых шламов — от 0,5 до 2 ц на 1 га, а сернокисло-
го марганца — 10—15 кг/га.
251
Цинк. Доказано положительное действие цинксодер-
жащих отходов промышленности и предпосевной обра-
ботки семян растворами солей цинка на урожай са-
харной свеклы и пшеницы, семян подсолнечника.
Кобальт. Кобальт входит в состав витамина В12 (со-
держит 4,5% кобальта). Недостаток витамина В12 в
кормлении вызывает заболевание животных сухоткой.
Наиболее бедны кобальтом легкие песчаные почвы.
Наибольшее значение в настоящее время приобрело
применение кобальта в животноводстве. Для излечения
домашних животных от сухотки применяют суточные
дачи хлористого кобальта коровам и лошадям по 20—
40 мг. При даче кобальта в профилактических целях
здоровым животным эти дозы могут быть уменьшены
вдвое.
Молибден. Молибден показывает высокую эффектив-
ность прежде всего при внесении его под бобовые
культуры. Прибавка урожая зерен гороха составляет 24—
34%.
Иод. Иод содержится в гормоне щитовидной желе-
зы. Недостаток его вызывает зоб человека и животных.
Наименее обеспечены иодом подзолистые и серые лес-
ные почвы. В районах, где в почвах содержится недо-
статочное количество иода, в корм домашних животных
вводят иод — иодированную поваренную соль с содер-
жанием 7,5 г йодистого калия на тонну поваренной соли.
Химические средства защиты растений — пестициды
Меры предосторожности. В большинстве случаев хи-
мические средства защиты растений опасны для жизни
человека и домашних животных. Поэтому при обращь
нии с ними требуется соблюдать установленные меры
предосторожности.
252
Ядовитые препараты должны храниться в специаль-
но оборудованных сухих складских помещениях, хоро-
шо защищенных от проникновения влаги и оборудован-
ных вентиляцией. Хранение ядохимикатов совместно с
пищевыми продуктами, фуражом, а также с оборудова-
нием и инвентарем, не имеющими отношения к работе
с ядохимикатами, запрещено.
При перевозке ядовитых препаратов должны прини-
маться предписанные меры предосторожности. Продук-
ты, упакованные в тару, должны быть тщательно за-
крыты, размещены на подстилке, плотно уложены и ук-
реплены. Ядовитые препараты следует предохранять от
нагревания солнцем и от дождя. Воспрещается перевоз-
ка ядовитых препаратов совместно с пищевыми продук-
тами, фуражом и питьевой водой. Автомашины немед-
ленно после их разгрузки от ядовитых препаратов не-
обходимо хорошо очистить и помыть. При работе с ядо-
химикатами следует защищать глаза предохранитель-
ными очками, органы дыхания — респиратором или мар-
левой повязкой, руки — резиновыми перчатками, наде-
вать халат или комбинезон.
Инсектициды — препараты, применяемые для унич-
тожения вредных насекомых.
Различают инсектициды:
кишечные — попадают в желудок ' насекомого вместе
со съеденным кормом;
контактные — проникают в тело насекомого через
его кожные покровы;
дыхательные, или фумиганты, — проникают через ор-
ганы дыхания;
системные, или енутрирастительные, — поглощаются
корнями или листьями и делают растение ядовитым для
вредных насекомых.
253
Многие инсектициды обладают комплексным дейст-
вием, например контактным и кишечным.
Ниже указаны некоторые широко применяемые ин-
сектициды.
Зелень парижская — двойная соль уксуснокислой и
мышьяковистокислой меди Си (СН3СОО)г • 3 Cu(AsO2)2.
Тонкий кристаллический порошок ярко-зеленого цвета.
Один из самых токсичных мышьяксодержащих препаратов
для насекомых. Кишечный яд. Категорически запрещает-
ся использование парижской зелени для покраски.
Натрий мышьяковистокислый, арсенит натрия, тех-
нический продукт — смесь натриевых солей мышьякови-
стой кислоты NaAsO2 и Na3AsO3. Пастообразная масса
серого цвета. Применяют в качестве ядохимиката, глав-
ным образом для борьбы с повиликой на люцерне, с саран-
чой, а также для борьбы с мышами и другими мелкими
грызунами. Кишечный яд.
Кальций мышьяковистокислый, арсенит кальция,
кальциевая соль метамышьяковистой кислоты Ca(AsC>2)2
с примесью кальциевой соли ортомышьяковистой кислоты
Ca3(AsO3)2 — порошкообразный продукт серого цве-
та. Применяют главным образом для борьбы с саран-
чой, а также с полевыми мышами, с сусликами и другими
грызунами. Кишечный яд.
Кальций мышьяковокислый, арсенат кальция, основ-
ная кальциевая соль ортомышьяковой кислоты Ca3(AsO4)2 •
• Са (ОН)2 — порошкообразный продукт светло-серого
цвета. Применяют для борьбы с сельскохозяйственными
вредителями. Кишечный яд.
Никотин — алкалоид состава C10H14N2. Никотин-
сульфат представляет собой водный раствор сернокислой
соли никотина (C10H14N2)2 • H2SO4. Никотин-сульфат
применяют для борьбы с сельскохозяйственными вреди-
телями, имеющими мягкий покров (тля, трипсы и др.).
Контактный яд.
254
Анабазин-сульфат — водный раствор сернокислых
солей алкалоидов дикорастущего кустарника анабазиса.
Главная составная часть алкалоидов—анабазин С10Н14Ыг.
Прозрачная жидкость темно-бурого цвета. Применяют
для борьбы с сельскохозяйственными вредителями мето-
дом опрыскивания. Контактный яд.
Гексахлоран-порошок (дуст). Получают при совме-
стном смешении и измельчении гексахлорциклогексана
СвНвС16 с наполнителем — тальком. Применяют для борь-
бы с саранчовыми вредителями путем опыливания расте-
ний. Применяют также для борьбы с насекомыми в быту.
Контактный яд.
ДДТ,4,4'-дихлордифенилтрихлорэта11 (С1СвН4)2СНСС13—
чешуйки или кусочки размером не более 3 см, от белого
или кремового до серого цвета. Применяют для изготов-
ления разных инсектицидных препаратов — порошков,
эмульсий, растворов и суспензий, используемых для унич-
тожения насекомых-вредителей сельскохозяйственных
культур и садов, паразитов животных, бытовых пара-
зитов, малярийных комаров. Комплексное действие через
органы пищеварения, дыхания, кожные покровы. Следует
учитывать, что ДДТ ядовит и для теплокровных орга-
низмов.
ДДТ, дуст для сельского хозяйства. Белый или жел-
товато-серый порошок, хорошо распыляющийся, со
слабым запахом ДДТ, нерастворимый в воде. Препарат
изготовляют путем совместного размола талька и техни-
ческого ДДТ. Выпускают также дуст ДДТ с наполните-
лем — каолином.
Препарат НИУИФ-100, тиофос, паратион, диэтил-4-
нитрофенилтиофосфат (C2H5O)PSOCeH4NO2 — густая мас-
лянистая жидкость темно-коричневого цвета с неприят-
ным запахом. В воде растворяется очень плохо, раство-
ряется в различных органических растворителях. При-
меняют для борьбы с вредными насекомыми.
255
. о он
СН3О. II I
Хлорофос > Р —СН—СС13
СН3О/ 4
Основной препарат в борьбе с кожным оводом крупного
рогатого скота, эффективен против мух, клопов, вреди-
телей сельскохозяйственных растений, растворим в воде,
мало токсичен для теплокровных, может обжечь листья
растений.
Фунгициды и протравители — препараты, применя-
емые для борьбы с грибными, бактериальными и ви-
русными болезнями растений и для протравливания
семян.
Купорос медный CuSO4 • 5НгО применяют для борь-
бы с грибными заболеваниями растений главным образом
в виде бордосской жидкости, представляющей собой смесь
раствора медного купороса и известкового молока. Бордос-
ская жидкость применяется для опрыскивания зеленых
растений в виноградниках и плодовых садах.
Смесь бордосская сухая представляет собой соеди-
ненные в общей упаковке пакет с медным купоросом и
пакет с гашеной известью (пушонкой). Служит для из-
готовления бордосской жидкости путем смешения раство-
ра медного купороса и известкового молока.
Сера молотая, серный цвет, коллоидная сера — по-
рошок' желтого цвета. Применяется путем опыливания
для борьбы против грибных и вирусных болезней виногра-
дника, в садах и цветниках, а также против клещей. Хими-
ческие средства борьбы с клещами называются акарици-
дами. Акарицидами являются также фосфорорганические
инсектициды, ДДТ и гексахлорциклогексан.
Известково-серный отвар, ИСО. Действующее на-
чало — полисульфид кальция. Жидкость оранжево-крас-
ного цвета, при хранении разлагается. Поэтому его гото-
256
вят перед употреблением. Исходные вещества — сера и
известь. Области применения те же, что и серы.
Гранозан, НИУИФ-2, этилмеркурхлорид CaHjHgCl.
Служит для обеззараживания посевного материала. Та-
кие препараты называются протравителями. Применяет-
ся в порошкообразном виде (сухой протравитель) в ка-
честве протравителя семян хлопчатника.
ТХФМ, 2, 4, 5-трихлорфенолят меди — (G-eH2Cl3O)2Cu—
красно-бурый порошок, практически - нерастворимый
в воде и в большинстве органических растворителей.
Препарат содержит 20% активного вещества и 80% напол-
нителя. Применяется для той же цели, что и гранозан.
Меркуран — смесь этилмеркурхлорида, гексахлор-
циклогексана, обогащенного у-изомером, и наполнителя
(тальк с добавкой каолина). Пример препарата комп-
лексного действия. Активен как против возбудителей
заболеваний (головня, плесени и др.), так и против на-
секомых, в частности почвообитающих вредителей —
хрущей, проволочников. Применяется для протравлива-
ния семян хлопчатника.
Гербициды — препараты, служащие для борьбы с
сорной растительностью, — для химической прополки.
Различают гербициды сплошного и избирательного
действия. Гербициды сплошного действия используются
для уничтожения всех растений: мелкой древесной рас-
тительности, кустарников, трав. Применяются главным
образом на неполевых землях. Гербициды избирательного
действия подавляют рост и развитие некоторых видов
растений, не угнетая при определенных дозировках дру-
гие растения. Они используются для уничтожения сор-
няков в посевах сельскохозяйственных культур.
2,4-Д, натриевая соль — натриевая соль 2,4-дихлор-
феноксиуксусной кислоты CeHsCl2OCH2COONa • НгО —
светлый тонкий однородный порошок с серым, желто-
ватым или розовым оттенком. Препарат применяют в
9 Справочник по химии
257
качестве гербицида для уничтожения путем опрыскивания
сорняков из класс а. двудольных растений в посевах зла-
ковых культур. При повышенных дозах применяется
для уничтожения древесной и кустарниковой раститель-
ности.
Концентрат бутилового эфира 2,4-дихлорфеноксиук-
сусной кислоты СвН3С12ОСН2СООС 4Н8 — маслянистая
жидкость от желтого до коричневого цвета. Применя-
ют для той же цели путем опрыскивания водными эмуль-
сиями.
Препарат 2М-4Х, метаксон, натриевая соль 2-метил-4«
хлорфеноксиуксусной кислоты CeH3CH3C10CH2C00Na —
кристаллический порошок серого цвета с фиолетовым
оттенком. Применение то же, что и препарата 2,4Д.
Препарат 2,4,5-Т, натриевая соль 2,4,5-трихлорфе-
ноксиуксусной- кцслоты СаН2С13ОСН2СОО?1а — светлый
-порошок. Применяют для борьбы с двудольными сорны-
ми растениями в посевах злаков, а также при повышен-
ной дозировке для уничтожения кустарников и сорной
растительности.
Цианамид кальция СаСЖ — гербицид избиратель-
ного действия.
Дефолианты — препараты, вызывающие опадение
листьев растений.
t Цианамид кальция CaCNa применяется путем опы-
ления для удаления листьев хлопчатника перед машин-
ной уборкой.
Десиканты — препараты для предуборочноео высу-
шивания растений.
В качестве десикантов применяют гербициды кон-
тактного действия, хлораты.
Стимуляторы роста растений активизируют физиоло-
гические процессы.
Этилен С2Н4 стимулирует созревание плодов лимо-
нов, апельсинов, дынь и т. д.
258
Гетероауксин — препарат в виде таблеток серого
цвета, состоящий из смеси калиевой соли Р-индол ил ук-
сусной кислоты с наполнителем — тальком и крахмалом.
Таблетки хорошо растворимы в воде. Применяют в ка-
честве стимулятора роста растений, ускоряющего обра-
зование корней у черенков и способствующего лучшей
приживаемости кустарников и деревьев при их пересадке.
Препарат используют в виде раствора в воде.
Кислота альфанафтилуксусная, калиевая соль
C^H-CHjGOOK — порошок или кусочки неправильной
формы от желтовато-серого до светло-коричневого цвета.
Применяют для изготовления препаратов, ускоряющих
корнеобразование у черенков, усиливающих развитие
корней у сеянцев и саженцев, задерживающих распуска-
ние цветочных и листовых почек в ближайшую весну.
Препарат КАНУ, калиевая соль альфанафтилуксус-
ной кислоты с наполнителем (углекислым натрием) —
порошок серого или коричневого цвета. Применяют для
опрыскивания водным раствором препарата яблонь и груш
с целью уменьшения предуборочного падания плодов.
। Гиббереллины — группа физиологически активных
веществ (смесь карбоновых кислот). Применение дает
возможность регулировать высоту стеблей растений, раз-
витие листвы, цветение, созревание семян.
Ингибиторы — вещества, тормозящие жизнедеятель-
ность растения.
Препарат М-1, дуст, метиловый эфир альфанафтил-
уксусной кислоты — порошковидная смесь метилового
эфира альфанафтилуксусной кислоты а-С10Н7СНгСООСН3
и тонко размолотой глины. Применяют для опыления
картофеля, за исключением семенного, задержки прорас-
тания его при хранении.
ХИМИЧЕСКИЕ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
Для того чтобы помочь ученикам старших классов сред-
них школ получить химическое образование и химическую
профессию, в ряде школ организованы химические клас-
сы. В этих классах программа трудового политехничес-
кого обучения предусматривает теоретическое и практи-
ческое изучение основ химического анализа и химической
технологии, а также практикумы по отдельным специаль-
ностям.
Выпускники средних общеобразовательных школ, в
особенности прошедшие трудовую подготовку в химичес-
ких классах, овладевают в довольно короткий срок хими-
ческими профессиями — лаборантов, аппаратчиков — и
успешно работают после окончания школы в заводских
химических лабораториях, в цехах, в лабораториях науч-
но-исследовательских институтов, агрохимических и др.
Для того чтобы дать представление о характере работы
лаборанта химической лаборатории, ниже приводятся
квалификационные характеристики лаборантов 2-го и
4-го разрядов.
Квалификационная характеристика
Лаборант химической лаборатории
2-й разряд
Характеристика работ. Проведение однородных объ-
емных анализов без предварительного разделения ком-
понентов. Приготовление титрованных растворов, паяль-
ных флюсов. Определение температуры плавления и зас-
тывания горючих и смазочных материалов на специаль-
ном лабораторном оборудовании. Определение степени
влажности материалов. Анализ газа на аппаратах раз-
личных систем. Наблюдение за работой лабораторной
установки, запись ее показаний под руководством лабо-
ранта более высокой квалификации.
Должен знать', методику проведения объемных ана-
лизов; свойства анализируемых материалов и ГОСТ на
них; правила обслуживания лабораторного оборудования,
аппаратуры и контрольно-измерительных приборов; ос-
новы аналитической химии.
4-й разряд
Характеристика работ. Проведение количественных
и качественных анализов с предварительным разделе-
нием компонентов. Проведение анализа электровесовым
методом. Анализ сильнодействующих ядов, взрывчатых
веществ и проведение анализа с применением радиоактив-
ных индикаторов. Проведение в лабораторной установке
синтеза по заданной методике. Производство расчетов по
результатам анализа. Химический анализ металлов на
гальваническое покрытие. Сборка лабораторных установок
по имеющимся схемам.
Должен знать', основы разработки и выбора методи-
ки анализов; правила сборки и работы дабораторных уста-
новок; основы общей химии и электротехники; способы
определения веса и объема химикатов; приготовление тит-
рованных растворов; правила взвешивания осадков на
аналитических весах и проведения необходимых расчетов
по результатам анализа.
Кроме основных требований к уровню теоретических
и специальных знаний, изложенных в квалификационных
характеристиках и предъявляемых к рабочему соответ-
ствующей квалификации, рабочий должен также знать:
2G1
а) правила технической эксплуатации оборудования,
на котором он работает, а также правила его регулировки;
способы экономного расхода горючего, энергии и материа-
лов;
б) инструкционную технологическую карту и техно-
логический процесс на выполняемую работу;
в) сортамент, маркировку и основные свойства при-
меняемых материалов и полуфабрикатов;
г) правила обозначения конструктивных и техноло-
гических параметров, встречающихся при чтении черте-
жей и эскизов, непосредственно применяемых в процес-
се работы;
д) технические требования к качеству выполняемых
работ; виды брака и способы его предупреждения;
е) правила и условия применения охлаждающих и
смазывающих жидкостей;
ж) порядок организации своего рабочего места, а при
бригадной работе для рабочих высшей квалификации —
метод организации работы своей бригады или группы ра-
бочих;
з) безопасные и санитарно-гигиенические методы тру-
да, основные средства и приемы предупреждения и ту-
шения пожаров на своем рабочем месте (участке);
и) производственную (должностную) инструкцию,
правила внутреннего трудового распорядка;
к) конструктивные особенности, условия работы и эк-
сплуатации .деталей, узлов и машин, которые подлежат
техническому контролю, а также методы проведения ана-
лизов брака, сортности и других показателей качества
продукции и .мероприятия .по профилактике брака (для.
контролеров-приемщиков);
л) сигнализацию и правила управления подъемно-
транспортным оборудованием.
ТЕХНИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ХИМИЧЕСКАЯ ПОСУДА И ДРУГИЕ
ПРИНАДЛЕЖНОСТИ
Посуда, применяемая в химических лабораториях, из-
готовляется преимущественно из специальных сортов
стекла, реже — из кварца, а также из фарфора, различ-
ных огнеупорных материалов и из прозрачных или полу-
прозрачных пластиков и продуктов полимеризации.
Стеклянная посуда
А. Посуда общего назначения
Пробирки используют для проведения очень многих
экспериментов с небольшими количествами реактивов
(рис. 7).
Воронки применяют для переливания жидкостей и
пересыпания в посуду твердых веществ в форме порош-
ков (рис. 8 и 9). Специальные капельные и делительные
воронки применяются для аналитических целей.
Стаканы химические, тонкостенные с носиком и без
носика (рис. 10).
Колбы плоскодонные (рис. И).
Промывалки — колбы, приспособленные для хране-
ния дистиллированной воды и для промывания ею тонкой
2G3
Рис. 7. Пробирка и штатив
для пробирок.
струей различных осадков
имеется несколько конструк
ций,
в том числе с
притертой
стеклянной пробкой.
Конические колбы Эр
ленмейера применяют пре
имущественно при аналити-
ческих работах, и в частно
сти, при титровании
Колбы Бунзена
для фильтрования,
(рис.
(рис.
12).
14)
толсто-
стенные, конической формы,
в верхней части имеют отросток для соединения с вакуум-
насосом или с линией вакуума. Приспособлены для рабо-
ты с пониженным давлением. Перед работой каждую
новую колбу Бунзена следует проверить. Для этого ее
закрывают резиновой пробкой с капилляром, заверты-
вают
колбу в
халат или полотенце или же помещают
в специально приспособленный для испытаний ящик i
соединяют колбу с вакуум-насосом. Колбу держат под раз-
режением не меньше 15 мин, и, если она выдержит это испы-
тание, ее можно применять для работы.Следует наблюдать
Рис. 8. Воронка
для порошков.
Рис. 9. Ворон-
ка химическая.
Рис. 10. Стакан
химический.
264
Рис. 11. Колба
плоскодонная.
Рис. 12. Кони-
ческая колба
Эрленмейера.
Рис. 13. Ал-
лонж.
за тем, чтобы колба Бунзена не имела царапин, так как
это может привести к разрушению колбы при создании
вакуума в ней и вызвать
несчастный случай.
Реторты— толстостен-
ные сосуды, приспособ-
ленные для нагревания,
с пробкой и без пробки.
Предназначены для про-
ведения ряда работ, свя-
занных с высокотемпера-
турной перегонкой при
обыкновенном давлении.
Кристаллизаторы (рис.
15) низкобортные, цилин-
дрической формы сосуды,
предназначенные для пе-
рекристаллизации твер-
дых веществ, тонкостен-
ные и толстостенные. В них
проводят охлаждение на-
Рис. 14. Колба
Бунзена для
фильтрования.
Рис. 15. Кри-
сталлизатор.
Рис. 16. Хо-
лодильник
Либиха.
265
Стеклянная
трубка
Резиновая
трубка
Этот коней опуска-
ют б сшронируемдю
Я жидкость
Рис. 17. Сифоны. Рис. 18. Водяные вакуум-насосы.
сыщенных растворов, помещая кристаллизатор на лед,
снег или другие охлаждающие смеси.
Холодильники — приборы для охлаждения паров, об-
разующихся при кипячении или нагревании жидкостей.
При охлаждении пары конденсируются с образованием со-
ответствующей жидкости. Холодильники (рис. 16) бы-
вают различных конструкций и назначения: прямые, или
266
Либиха, обратные, шариковые и пр. Они состоят из хо-
лодильной трубки или другой формы охлаждающего при-
способления и муфты, прочно соединенной с холодиль-
ной трубкой, имеющей на противоположных концах по
отводу: один — для впуска воды и другой — для выпус-
ка ее. Впуск воды производят с того конца холодильника,
где происходит вытекание конденсата.
Аллонж (рис. 13) — насадка на тот конец холодиль-
ника, который соединен с приемником.
Сифон — приспособление для переливания жидкостей.
В зависимости от свойств жидкости конструкция сифонов
(рис. 17) может быть разной. Сифоны можно применять
для фильтрования жидкостей, в которых взмучен какой-
либо осадок, если на конец, опущенный в жидкость, на-
деть фильтрующий патрон из фильтровальной бумаги, тка-
ни и др.
Водяные вакуум-насосы (рис. 18) — приборы, пред-
назначенные для создания в приборах вакуума при по-
мощи водяной струи.
Для работы присоединяются к водопроводному крану.
Создаваемое ими разрежение находится в зависимости
от температуры воды, пропускаемой через прибор: чем
ниже температура воды, тем большее разрежение мож-
но получить.
Нагнетательные водоструйные насосы — приборы,
предназначенные для создания воздушной струи невысо-
кого давления.
Б. Посуда специального назначения
Колбы круглодонные (рис. 19) применяют при многих
синтезах. Могут быть с одним, двумя, тремя и четырьмя
горлами, каждое из которых имеет свое назначение: для
термометра, для капельной воронки, для холодильника
и т. п.
267
к вакууму
Рис. 19. Колба Рис. 20. Эксикатор Рис. 21. Вакуум-эксика-
круглодонная. простой. тор.
Эксикаторы — толстостенные приборы из стекла, со-
стоящие из основного корпуса и притертой к нему стек-
лянной крышки. Различают простые и вакуум-эксикаторы
(рис. 20 и 21); предназначены для хранения в них осад-
ков или твердых веществ в условиях, защищающих их от
влияния внешней атмосферы, а также для высушивания
твердых веществ. В качестве водопоглощающих средств,
применяемых для заполнения эксикаторов, используют-
ся: концентрированная серная кислота (в этом случае в
эксикатор следует предварительно насыпать стеклянные
бусы), фосфорный ангидрид, прокаленный хлористый каль-
ций, окись алюминия, силикагель, едкий натр, едкое ка-
ли.
Дефлегматоры (рис. 22) — приборы, применяемые при
фракционной перегонке жидкостей. По форме часто бы-
вают похожи на обратные холодильники.
Промывные склянки Тищенко, Вульфа, Дрекселя и
др. (рис. 23—27). Отличаются формой и конструкцией.
268
Рио. 22. Дефлегматор.
Рис. 23. Промывная
склянка Тищенко для
Рис. 24. Промывная
склянка Тищенко для
жидкостей.
Рис. 25. Про
мывная склянка
Рис. 26. Про-
мывная склянка
твердых поглотителей. Вульфа дву-
горлая.
Вульфа трех-
гордая.
Рис. 27. Про-
мывная склянка
Дрекселя.
Рис. 29. Аппарат Киппа
для получения газов.
Рис. 28. Хлоркаль-
циевые трубки.
Применяются для промывания газов, а также в качестве
предохранительных сосудов при работах с вакуумом.
Хлоркальциевые трубки — приспособления для защи-
ты растворов и твердых веществ от поглощения ими влаги,
двуокиси углерода, засорения пылью и пр. Представляют
270
собой небольшие трубки с расширением, заполненным
прокаленным хлористым кальцием (для защиты от по-
глощения паров воды), натронной известью (для защиты
от двуокиси углерода и др.). Кроме обычных хлоркальцие-
вых трубок прямой формы (рис. 28), применяют также
изогнутые, U-образные.
Аппарат Киппа — прибор (рис. 29) для получения
газов — двух основных типов с тубулусом в нижней ча-
сти и без него. Разборка и промывка аппаратов Киппа
производится обязательно под тягой.
Капельницы — простейшие приборы для отмеривания
жидкостей каплями. Применяются преимущественно для
хранения индикаторов и некоторых реактивов, расходуе-
мых в малом количестве.
Очень многие виды стеклянной посуды, которые мо-
гут иметь пришлифованные пробки или горла со шлифом,
в настоящее время выпускаются с нормальными шлифа-
ми. Так называют шлифы, имеющие стандартные диамет-
ры и стандартную конусность, что и позволяет заменять
разбитые шлифы и пробки новыми, нормальными.
Имеются нормальные шлифы с размерами 14,5 мм, 29 мм
и 45 мм. Основным является шлиф 29 мм.
В. Мерная посуда
Мерные цилиндры и мензурки — приборы для отмери-
вания определенных объемов различных жидкостей, объем
от 5 до 2000 мл. Мерные цилиндры — цилиндрической
формы, с делениями на наружной стенке (рис. 30—31).
Пипетки — приспособления для отмеривания точ-
ных определенных объемов жидкостей. Различают пи-
петки обыкновенные и микропипетки, без градуировки и
градуированные (рис. 32). Микропипетки имеют трубча-
тую форму, и на наружной стенке их нанесены деления,
позволяющие отсчитывать от 0,01 до 0,005 мл при объеме
271
Рис. 31. .верные ци- Рис. 32. Пипетки и штатив Рис. 33. Бю-
линдры. к ним. ретка.
от 1 до 5 мл. Пипетки обыкновенные имеют различный
объем от 1 до 100 мл. Они преимущественно имеют рас-
ширение в средней части. Градуированные пипетки по-
зволяют отмеривать объем по желанию. Пипетки, выпу-
скаемые в СССР, отградуированы на вытекание. Поэтому
ни выдувание, ни «выжимание» остатков жидкости из пи-
петок не допускается. Жидкость выпускают из пипетки,
прикоснувшись кончиком ее к стенке сосуда, в который
переносится отмеренная жидкость. После окончания опе-
рации в самом кончике пипетки должно оставаться не-
много жидкости. Верхний уровень жидкости в пипетке
устанавливают у кольцевой черты для прозрачных жид-
костей по нижнему мениску, для темноокрашенных — по
верхнему мениску. Крайне важно, чтобы пипетки были
хорошо вымыты и чтобы после их опорожнения внутри
на стенках не оставалась жидкость (капли).
Газовые пипетки — приборы, применяемые преимуще-
ственно при анализе газов и предназначенные для отме-
ривания или измерения определенных их объемов.
Бюретки — приборы для отмеривания точных объемов
жидкости преимущественно при титровании. Различают
бюретки, объемные, весовые, поршневые, микробюретки,
газовые бюретки. При помощи бюреток можно отмеривать
объем с точностью до 0,3—0,5 мл у обычных бюреток и
до 0,005 мл у микробюреток (рис. 33). Исключительно
важное значение имеет чистота внутренней поверхности
бюреток. Наиболее точные результаты титрования полу-
чаются при пользовании весовыми бюретками.
Мерные колбы с удлиненной шейкой, на которой нане-
сена кольцевая черта, предназначены для приготовления
точных растворов.
Уровень жидкости устанавливается по кольцевой чер-
те по нижнему мениску для прозрачных жидкостей и по
верхнему мениску — для темноокрашенных жидкостей.
Мерные колбы бывают с притертой пробкой и шлифом, а
273
Рис. 34. Мерные колбы.
также без шлифа (рис. 34), когда для закрывания мерных
колб применяют резиновые пробки. Исключительно важ-
но, чтобы мерные колбы тщательно были вымыты. Недо-
пустимо, чтобы внутри колбы, на шейке ее выше кольце-
вой черты, оставались капли жидкости.
Вся мерная посуда в СССР отградуирована на 20° С.
При точных работах мерную посуду обязательно калиб-
руют или проверяют (о проверке мерной посуды см. спе-
циальную литературу).
Химическая посуда из новых материалов
Вместо стеклянной посуды в настоящее время в хими-
ческих лабораториях начинают применять посуду из
полиэтилена, фторопластов, винипластов, полиакрилатов
и пр. Обладая высокой механической прочностью и лег-
ким весом, такая посуда не выдерживает нагревания по-
средством обычных приемов: газовыми горелками или на
электроплитках. Однако хранить в такой посуде нагретые
жидкости можно. Нагревание жидкостей в посуде из
указанных материалов можно производить лишь при по-
274
мощи специальных кипятильников. Посуда из пластиков
обладает большой химической стойкостью и не подвер-
гается действию даже таких агрессивных жидкостей, как
плавиковая кислота. Недостатком такой посуды является
то, что на внутренней стороне могут адсорбироваться не-
которые вещества и особенно кислоты, удалить которые
обычными приемами очень трудно.
Фарфоровая посуда
Фарфоровая посуда имеет преимущество перед стек-
лянной в том, что она позволяет вести прямой обогрев до
температуры около 1200° С. Недостатком фарфоровой по-
суды является ее непрозрачность и большой вес.
Стаканы с ручкой и без ручки, с носиком и без носика
(рис. 35—36).
Выпарительные чашки применяют для нагревания и
выпаривания различных жидкостей (рис. 37).
Ступки с пестиками предназначены для измельчения
твердых веществ путем растирания (рис. 38).
Тигли применяют для прокаливания в них твердых
веществ (осадков и пр.), сжигания и т. д. Выдерживают
нагревание до температуры, близкой к 1200° С. Часто
тигли имеют фарфоровую крышку (рис. 39).
Воронки Бухнера и фарфоровые сетки предназначены
для фильтрования жидкостей с применением вакуума
(рис. 40 и 41).
Ложки и шпатели (рис. 42) применяют при многих
работах для отбирания и перекладывания твердых и
вязких веществ, а при помощи ложек — и жидкостей.
Безопасны при работе с очень горячими веществами.
Лодочки для прокаливания применяют преимуществен-
но при анализе органических веществ для их сжигания,
а также при некоторых других определениях.
275
Рис. 37. Фар-
форовая выпа-
рительная чаш-
ка.
Рис. 35. Стакан
фарфоровый с
ручкой.
Рис. 36. Стакан
фарфоровый без
ручки.
Рис. 38. Фарфо-
ровая ступка с
пестиком.
Рис. 39. Фарфо-
ровый тигель.
Рис. 40. Фарфо-
ровая воронка
Бухнера.
Рис. 41. Фарфо-
ровая сетка для
фильтрования.
Рис. 42. Фарфоровый шпа-
тель.
Высокоогнеупорные материалы
Преимущественно окислы некоторых металлов MgO,
СаО, ZrO2, ThO2, А12О8, графит, шамот. Многие из них
выдерживают нагревание от 1800 до 3000° С. Ими футе-
руют обычные тигли, изготовляют также различные из-
делия целиком из указанных материалов.
Кварцевая посуда
Тех же видов, что и стеклянная. Отличается термо-
стойкостью и позволяет вести нагревание до температуры
около 1500—1600° С.
Не выдерживает нагревания со щелочами. Требует
осторожного обращения, так как легко бьется, так же как
и стекдянная.
Металлическое оборудование
Штатив с набором муфт, лапок, колец и вилок (рис. 43).
На штативе при помощи муфт и лапок закрепляют различ-
ные приборы, холодильники, колбы, делительные ворон-
ки и пр. На кольца, закрепленные на штативе, кладут ас-
бестированную сетку, на которой производят нагревание
химической посуды при помощи газовой горелки.
Треноги (рис. 44) применяют в качестве подставки для
различных приборов, колб и пр. Удобны, когда нужно
нагревать громоздкие приборы или крупную по размерам
посуду.
Тигельные щипцы применяют для захватывания горя-
чих тиглей при вынимании их из муфельной печи, при
снимании раскаленных тиглей с фарфоровых треугольни-
ков и во всех случаях работы с нагретыми до высокой тем-
пературы предметами. Тигельные щипцы (рис. 45) иног-
да заменяют металлическими ухватиками.
277
Рис. 44.,Тренога.
Рис. 43. Металлический шта-
тив с набором.
Рис. 45. Тигельные
щипцы.
Рис. 46.
Зажим Мора
пружинный.
Рис. 47. Зажим Гофмана
винтовой.
Рис. 48. Тигель
металлический.
Зажимы — приспособления для зажимания резино-
вых трубок, различных конструкций; в химических ла-
бораториях чаще применяют пружинные зажимы Мора
и винтовые Гофмана (рис. 46 и 47).
Пинцеты — приспособления для захватывания мел-
ких предметов, как гирьки разновесов и пр. Специаль-
ные пинцеты для весов имеют костяные или пластмассовые
кончики.
Тигли металлические (рис. 48) изготовляют из пла-
тины, золота, серебра, никеля, железа; применяют преи-
мущественно при проведении химических анализов для
прокаливания различных осадков.
Чаши металлические, подобно тиглям, изготовляют из
различных металлов и применяют в тех же целях, что и
тигли. В них, кроме того, производят выпаривание раст-
воров при проведении химических анализов.
Ступки металлические чугунные, стальные, бронзо-
вые. Применяют для измельчения твердых веществ.
Пробки
Корковые пробки. Ими можно закрывать сосуды со
всеми веществами, кроме тех, которые могут химически
действовать на материал пробки (растворы щелочей, осо-
бенно концентрированные, концентрированные минера-
льные кислоты, некоторые органические жидкости). Корко-
вые пробки не выдерживают нагревания выше 150—180° С.
Для повышения химической стойкости корковых пробок
применяют обработку их химически инертными вещества-
ми, из которых наибольший интерес представляет сплав
полиэтилена с парафином.
Для сверления пробок применяют ручные или меха-
нические сверла (рис. 49). На корковые пробки установлен
стандарт по размеру.
279
Резиновые пробки обладают большой м„е-
ханической прочностью. Они могут исполь-
|Л| зоваться для тех же целей, что и корковые,
I особенно тогда, когда требуется создать гер-
метичность укупорки; разрушаются при дей-
| ствии концентрированных минеральных кис-
| лот, газообразного хлора; набухают при дей-
| ствии многих органических растворителей,
термически нестойки. Сверление пробок про-
изводят при помощи сверл для пробок или
ШИ механически, обязательно применяя смазки.
В качестве последних рекомендуют глицерин
Рис. 49. или минеральные масла. Применение раство-
>ерла для r г <
пробок. Ров Щелочей не рекомендуется из соображе-
ний техники безопасности. На резиновые
пробки установлен стандарт.
Стеклянные пробки со шлифом необходимы для посу-
ды с притертой пробкой, делительных и капельных воро-
нок, цилиндров, специальных колб и различных прибо-
ров. В стеклянных приборах, а также и для химической
посуды в настоящее время применяют стандартные шлифы
и пробки к ним, что позволяет заменить разбившуюся
стеклянную пробку новой того же номера. Стеклянными
пробками можно закрывать сосуды с различными жидко-
стями, твердыми веществами и газами, кроме щелочей и
веществ, вызывающих заедание стеклянных пробок.
Пробки из других материалов. Для закрывания сосу-
дов, приборов могут быть использованы пробки из любых
материалов, особенно сплавленных с полиэтиленпарафи-
новой смесью или пропитанных ею. Так, можно применять
пробки из бумаги, ваты, дерева и пр. В качестве огнестой-
ких пробок можно пользоваться пробками из асбеста.
Очень удобны и химически инертны пробки из полиэтиле-
на различной формы.
280
Трубки и стеклянные палки
Трубки из различных материалов применяют при мон-
тировании приборов'для соединения аппаратов, для под-
ведения или отведения воды, газа и во Многих других
случаях. Различают трубки резиновые, из синтетиче-
ских материалов, стеклянные и др.
Резиновые трубки разделяются на обычные, вакуум-
ные и для высокого давления. Обычные резиновые труб-
ки бывают различного диаметра и имеют сравнительно
тонкие стенки. Вакуумные — имеют толстые стенки и
относительно небольшой внутренний диаметр. При со-
здании вакуума эти трубки не сплющиваются, что бывает
с обычными, если их использовать для работы с примене-
нием вакуума. Вакуумные толстостенные трубки иногда
применяют при работе с небольшим давлением. Трубки для
работы при повышенном давлении чаще всего оплетают
стальной проволокой по спирали.
Для лучшей сохранности резиновых изделий их лучше
всего хранить под стеклянным колпаком в парах ам-
миака.
Трубки из синтетических веществ — из полиэтилена,
хлорвинила и других материалов обладают большой хи-
мической стойкостью; их применяют вместо рези-
новых.
Стеклянные трубки применяют при изготовлении при-
боров, например промывалок, для изготовления хими-
ческой аппаратуры; бывают из различного стекла, раз-
личного диаметра и с различной толщиной стенок; в хи-
мические лаборатории поступают в виде трубок длиной
2 м. Чтобы отрезать кусок стеклянной трубки, в наме-
ченном месте делают надрез напильником или специаль-
ным ножом для стекла. Надрез смачивают водой и разла-
мывают трубку в месте надреза, изгибая ее в направле-
нии от себя. Концы трубок следует оплавить в пламени
281
горелки или зачистить острые края напильником. (О ра-
боте со стеклом см. -специальные пособия, например;
Е. П. Клещев. Вспомогательные работы при ремонте
лабораторного оборудования, изд. АПН РСФСР, 1963.)
Стеклянные палки поступают в химические лабора-
тории под названием «дрот» длиной 2 м; бывают также
различного диаметра, из различного стекла. Из стеклян-
ных палок изготовляют мешалки и другие части прибо-
ров. Резка стеклянных палок производится так же, как и
стеклянных трубок (см. выше). Концы отрезанной палки
также нужно оплавить в пламени газовой горелки или за-
чистить напильником. Это необходимо для того, чтобы
избежать ранения. Кроме того, неоплавленным концом
можно разбить стеклянную посуду при перемешивании
жидкости стеклянной палочкой.
Мытье и сушка химической посуды
Мытье водой, холодной или горячей, в зависимости
от характера загрязнений;
мытье паром — лучший метод мытья химической по-
суды, для чего применяют специальные приборы;
мытье органическими растворителями — применяют
для отмывания от жиров, смол и прочих загрязнений ор-
ганического происхождения;
мытье мылом, тринатрийфосфатом и другими поверх-
ностно-активными моющими веществами, например по-
рошком «Новость».
Стеклянную посуду внутри можно мыть волосяными
ершами (рис. 50). Чтобы не пробить дна металлическим
концом ерша, на него следует надеть небольшой кусок ре-
зиновой трубки. Моют посуду и водой с кусочками бума-
ги, мелко нарезанным сеном или соломой, но применение
песка совершенно недопустимо.
282
Для получения очень чистой внутренней поверхности
стеклянной посуды применяют сильные окислители или
восстановители: концентрированные растворы минераль-
ных кислот и щелочей; хромовую смесь, представляющую
собой раствор двухромовокислого калия в серной кисло-
те (хромовая смесь может использоваться многократно;
она делается непригодной только тогда, когда раствор
приобретает зеленую окраску; требует осторожного обра-
щения, так как при попадании на одежду разъедает ее и
может вызвать труднозаживающие ожоги); подкисленный
раствор марганцовокислого калия; смесь соляной кисло-
ты (концентрация не менее 2н.) с перекисью водорода —
очень энергичный окислитель, более удобный, чем хро-
мовая смесь.
Минеральные концентрированные кислоты и концент-
рированные растворы едких щелочей следует применять
с учетом свойств загрязнений, избегая образования не-
растворимых осадков с моющим средством.
Посуда считается вымытой чисто, если
после двукратного ополаскивания дистил-
лированной водой на стенках не будут ос-
таваться капли и вода будет стекать плен-
кой.
Сушка химической посуды: без нагре-
вания — на колышках, на сушильном сто-
ле, продуванием холодного воздуха или
при помощи низкокипящих органических
растворителей, например вначале спиртом
(метиловым или этиловым), Потом эфиром
и в заключение — продувание холодным
воздухом. Без нагревания мелкие предме-
ты можно высушить и в эксикаторе.
Высушивание с нагреванием — проду-
ванием горячего воздуха или в сушильном
шкафу при температуре около 105—110°С.
Рис. 50. Во-
лосяные ер-
ши.
283
Дистиллированная и деминерализованная вода
Для всех химических работ (приготовление растворов,
ополаскивание химической посуды после мытья ее и пр.)
применяют Bopv. не содержащую примесей. Такую воду
Рис. 51. Деминерализатор.
получают перегонкой обычной
воды, т. е. дистилляцией или
деминерализацией при помо-
щи ионного обмена, исполь-
зуя иониты (вначале воду про-
пускают через катионит, а за-
тем — через анионит).
Для получения дистилли-
рованной воды применяют
специальные аппараты, на-
пример ПК-2 или Д-1 произво-
дительностью до 5 л/ч, или пе-
регонные кубы. Для специаль-
ных работ применяют бидистил-
лят, т. е. дважды перегнанную
воду. Дистиллированная вода
требует специальных условий
хранения и не может хранить-
ся долго в стеклянной посуде,
так как загрязняется продук-
тами выщелачивания стекла.
Применение лабораторных де-
минерализаторов (рис. 51) ус-
траняет необходимость в соз-
дании запасов очищенной во-,
ды и хранения ее, так как де-
минерализованная вода может
быть получена в любой момент
и в любом количестве из обыч-
ной водопроводной воды.
284
Реактивы
В зависимости от чистоты, т. е. содержания примесей,
различают реактивы: очищенные, чистые, чистые для
анализа, химически чистые, специальной очистки и выс-
шей очистки. На каждый реактив, в зависимости от клас-
сификации, имеется ГОСТ. С реактивами следует обра-
щаться осторожно, не загрязнять их и расходовать эко-
номно.
Недопустимо: 1) оставлять реактивы в таре откры-
тыми, не защищенными от попадания пыли, влаги при
хранении, 2) собирать в ту же тару просыпавшийся на
стол твердый реактив, 3) пробовать реактивы на язык,
4) оставлять тару без надписи, какой реактив находится
в ней, 5) скапливать в лаборатории большие количества
огнеопасных, взрывоопасных и ядовитых реактивов,
6) путать пробки от реактивов, 7) хранить рядом раство-
ры аммиака и летучих кислот, таких, как соляная, азот-
ная, уксусная и др., 8) работать с огнеопасными и взры-
воопасными веществами вблизи от зажженных газовых и
спиртовых горелок или включенных электроплиток с от-
крытой спиралью.
Необходимо: 1) знать химические свойства реакти-
вов, с которыми приходится работать, их вредность для
здоровья, 2) предупреждать образование взрывоопасных
или воспламеняющихся смесей с другими веществами;
поэтому нельзя хранить в одном месте или рядом бертоле-
тову соль, марганцовокислый калий, перекись водорода,
концентрированную хлорную кислоту и другие окислите-
ли с такими веществами, как уголь, сера, крахмал, фос-
фор и другими веществами, обладающими восстановитель-
ными свойствами, 3) хранить под вытяжным шкафом все
дурнопахнущие.и вредные вещества, такие, как сероугле-
род, хлористая сера и прочие органические и неорганиче-
ские соединения и растворы.
285
Рис. 52. Лабораторная
электрическая плитка.
Рис. 55. Электричес-
кая муфельная печь.
Рис. 53. Электри-
Рис. 54. Электрическая му-
фельная печь.
Рис. 56. Колбо-
нагреватель.
ческая водяная
баня.
Нагревание
Электронагревательные приборы: плиты, водяные и
песчаные бани, муфельные печи, тигельные печи, воронки
для горячего фильтрования, колбонагреватели, трубча-
тые печи, сушильные шкафы, инфракрасные излучатели
(рис. 52-58).
При пользовании электронагревательными приборами
необходимо: 1) включать их в сеть с соответствующим на-
пряжением, указанным на каждом приборе; 2) избегать
перегревания; не обливать электронагревательные при-
боры, особенно с открытой спиралью, растворами элек-
тролитов; 3) соблюдать меры, предусмотренные техникой
безопасности; 4) экономить электроэнергию.
Газовые приборы: горелки Бунзена, Теклю (рис. 59
и 60) и другие; газовые плиты — настольные и быто-
вые.
Расход газа: горелки Бунзена — 120—150 л/ч, горел-
ки Теклю — 150—180 л!ч, газовые плиты — до 250 л/ч.
Жидкостные нагревательные приборы: спиртовые,
(рис. 61), бензиновые, керосиновые (горелки Бартеля и
пр.).
Нагревание осуществляют на твердом топливе: твер-
дый спирт (метальдегид), уротропин, твердый бензин;
через теплоносители: воду, водяной пар, солевые раство-
ры, воздух, песок, масло и другие органические вещества
с высокой температурой кипения, пары органических
жидкостей с определенной температурой кипения, легко-
плавкие металлы.
Нагревание горючих жидкостей голым пламенем го-
релки или , на электроплитке открытого типа не допус-
кается во избежание пожара. Такие жидкости нагревают
только при помощи закрытых нагревательных прибо-
ров или бань, обогреваемых закрытыми электроплит-
ками.
£88
Прокаливание
Для этой цели пригодны указанные выше нагреватель-
ные приборы и, кроме того, муфельные, тигельные и шахт-
ные печи с электрическим или газовым обогревом. Про-
каливание бывает необходимо при проведении многих ана-
лизов (доведение тиглей до постоянного веса и др.), при
озолении органических веществ, при многих неорганиче-
ских синтезах и пр.
Весы и взвешивание
В химических лабораториях, в зависимости от харак-
тера проводимых работ, применяют весы: 1) для грубого
взвешивания (с точностью до 1 г, рис. 62), 2) для точного
Рис. 62. Весы для грубого
взвешивания.
взвешивания, или технохи-
мические (с точностью до
0,01 г, рис. 63), 3) анали-
тические (с точностью взве-
шивания минимально до
0,0002 з, рис. 64 и 65) и
4) специальные. В настоящее
время развитие конструкций
всех видов весов идет в на-
правлении автоматизации
процесса взвешивания и устранения ошибок, зависящих
от взвешивающего. Кроме обычных типов весов старых
конструкций, современные химические лаборатории посте-
пенно оснащаются более совершенными весами отечест-
венного производства АДВ-200, А-200, ВАО-200 (одно-
плечевые). Марки весов расшифровываются следующим
образом: АДВ-200 — аналитические демпферные весы с
предельной нагрузкой до 200 0; А-200 — аналитические,
до 200 0; ВАО-200 — весы аналитические одноплечевые,
до 200 0.
10 Справочник по химии
289
Рис. 63. Весы технохимические.
Для микрохимических работ применяют микрохими-
ческие весы (точность до 0,000001 г), а также электронные
микровесы ЭМ-1 или ЭМ-5 (максимальная нагрузка 1 или
5 г).
У весов новейших конструкций накладывание милли-
граммовых разновесок проводится полуавтоматически при
помощи специальных лимбов. Поэтому разновесы для та-
ких весов не имеют миллиграммовых гирек. Автомати-
ческие электромагнитные весы вообще не имеют разнове-
сов, так как результаты взвешивания получаются автома-
тически и указываются на специальном табло.
Специальные весы используются только для опреде-
ленных целей и для взвешивания преимущественно мел-
ких навесок. Из них наиболее важными являются про-
бирные весы, применяемые для взвешивания благородных
290
Рейтерное
приспособление
Опорная Регулировочный
Коромысло призма -----------
- Чашка
Подушка
' бесов
Серьга
Опорный
'винт
Установочный
винт '-~с
Подставка'*
hl
Bl
II
Изолирующий
упор
Ручка
арретира
Рис. 64. Весы аналитические периодического качания.
10*
231
Коромысло Кольца-гири
Рис. 65. Весы АДВ-200 (демпферные).
металлов и драгоценных камней (точность до 0,000001 г)
квардрантные и торзионные, или пружинные, весы. Для
ультрамикрохимических работ применяют особые ультра-
микрохимические весы (точность 10-8—10-12 г).
Обычные аналитические весы бывают: 1) периодическо-
го качания и 2) апериодического качания, или демпферные
(т. е. с приспособлением для воздушного торможения).
292
Все виды аналитических и точных весов требуют очень
аккуратного обращения. Взвешиваемый предмет ^должен
иметь перед взвешиванием температуру весов. Поэтому
все то, что подлежит взвешиванию, следует выдерживать
около весов не менее получаса для выравнивания темпера-
туры. Взвешивание теплых, горячих или сильно охлаж-
денных предметов на аналитических весах не разрешается,
так как результаты взвешивания будут неправильными.
Как взвешиваемый предмет, так и гири разновеса, осо-
бенно граммовые, следует помещать в центр чашек весов.
Гири разновесок разрешается брать только при помощи
пинцета с костяным или пластмассовым наконечником. На
аналитических весах не разрешается взвешивать в откры-
той посуде жидкости или твердые тела, выделяющие пары
или газы, действующие на металл, из которого сделано
коромысло весов. К таким веществам относятся, напри-
мер, соляная, азотная, плавиковая кислоты, иод, хлор-
ная известь, которые взвешивают в специальных пипет-
ках или ампулах, или в хорошо закрывающихся бюксах
(стаканйики для взвешивания с притертой крышкой).
Все тонко измельченные твердые вещества, особенно ги-
гроскопические, следует взвешивать только в бюксах с хо-
рошо притертой крышкой.
Перед взвешиванием на аналитических весах нужно
обязательно проверить так называемую нулевую точку,
т. е. положение равновесия ненагруженных весов, пока-
зываемое стрелкой на нижней шкале. Для проверки ну-
левой точки весов периодического качания (без демпфера)
применяют формулу:
1
4 ’.
где — колебание вправо, ^ — колебание влево, 13—
следующее колебание вправо.
293
Формула приведена
для случая, когда на
нижней шкале нуль за-
нимает среднее положе-
ние. Полученное зна-
чение покажет положе-
ние нуля весов, при-
чем отклонение вправо
считается с плюсом,
а отклонение влево —
с минусом. Если на
Рис. 66. Бюксы.
коромысле у обычных
аналитических весов нуль стоит на середине, рейтер
(гусарик) должен находиться на том плече коромысла,
на котором висит чашка с разновесами. Совершенно не-
допустимо помещать рейтер на то плечо коро- „
мысла, на котором висит чашка со взвешивав- [111
мым предметом. Для ускорения взвешивания
на аналитических весах рекомендуется внача- '
ле произвести приблизительное определение ве- v
са на точных или технохимических весах и f
уже уточнять навеску на аналитических. Взве- f
шивание измельченных или порошкообразных 1
веществ нельзя производить на бумажках, без I
тары, но только на часовом стекле, бюксе 1
(рис. 66). После окончания взвешивания ве- £
сы нужно оставлять в таком состоянии, чтобы £
можно было Тотчас же производить следующее 1
взвешивание. Аналитические весы должны на- S
ходиться в специальной комнате — весовой. « ,
Аналитические весы нельзя помещать близ-
ко от нагревательных приборов, нельзя что-
бы на них падал солнечный свет, чтобы вбли- г?ис’ 67‘
зи работали машины или аппараты, вызываю- Химиче-
щие вибрацию стен или пола, и пр. Для гаше- ский.
294
ния вибрации устраивают специальные подставки для
весов или подкладывают под ножки их подкладки из
эластичных материалов, заложенных между двумя свин-
цовыми пластинками, или же применяют столы специаль-
ной конструкции с виброгасителями.
Измерение температуры
Жидкостные термометры. Ртутным термометром мож-
но измерять температуру до 360°С, а газонаполненными —
до 550 и даже до 700°С (рис. 67). Для измерения низких
температур рабочими жидкостями могут быть: спирт (до
—65°С), толуол (до —90°С), пентан (до —180®С).
Электрические термометры сопротивления, или бо-
лометры-, термоэлектрические термометры, или термо-
пары.
Оптические термометры, предназначенные для изме-
рения температуры раскаленных тел, радиационные пи-
рометры и оптические пирометры.
Для измерения температуры применяют также терми-
сторы, или полупроводники, а также используется свой-
ство некоторых веществ изменять свой цвет в зависимости
от температуры, до которой они нагреты (термохимиче-
ский метод измерения температуры).
Для автоматического контроля температуры приме-
няют терморегуляторы и контактные термометры.
Термостаты и криостаты. Приборы, предназначен-
ные для сохранения постоянной температуры в небольшом
объеме, называют термостатами, если постоянная темпера-
тура положительная, и криостатами, если постоянная
температура отрицательная. В термостатах постоянная
температура контролируется реле, включающим или вы-
ключающим нагревание. Для получения низких темпера-
тур применяют охлаждающие смеси, сухой лед (твердая
двуокись углерода), жидкие газы (азот). Последние пс-
295
пользуют в сосудах Дьюара, имеющих двойное стенки.
Воздух из пространства между стенками откачан, и дав-
ление доведено до минимума.
Растворение
В зависимости от растворителя различают водные и
неводные растворы.
Концентрацию растворов выражают несколькими спо-
собами: 1) в граммах вещества на 1 мл раствора, или
титром, 2) в весовых процентах (числом граммов вещества
на 100 г раствора), 3) в объемных процентах (или числом
миллилитров жидкого вещества в 100 мл раствора), 4) ко-
личеством грамм-молекул вещества в 1л раствора (моляр-
ная концентрация), 5) числом грамм-молекул (молей) ве-
щества на 1 кг растворителя (моляльная концентрация),
6) количеством грамм-эквивалентов в 1 л раствора (нор-
мальная концентрация).
Водные растворы готовят на дистиллированной или
на деминерализованной воде, а иногда — на бидистилля-
те, т. е. на дважды перегнанной воде. Посуда для хранения
растворов должна быть тщательно вымыта. Большие бу-
тыли для хранения растворов полезно отградуировать на
0,5 или на 1 л. Все бутыли с растворами должны иметь
наклеенные этикетки или надпись восковым карандашом
с указанием, какой раствор содержится в бутыли, какова
его концентрация и время приготовления. Необходимо
принимать меры к предупреждению загрязнения растворов,
их испарения и порчи или изменения состава в результате
воздействия света, воздуха и других факторов. Поэтому
каждый сосуд с раствором должен быть хорошо закрыт
своей пробкой. Светочувствительные растворы, например
нитрат серебра AgNO3, тиосульфат натрия (гипосуль-
фит) Na2S2O3, перманганат калия КМпО4 и другие, сле-
дует сохранять в темноте, в бутылях из желтого стекла
296
или черных, оклеенных плотной бумагой, покрытой чер-
ным лаком. Растворы, на которые могут действовать газы
(СО2, H2S и другие), должны храниться в бутылях, снаб-
женных хлоркальциевыми трубками, наполненными со-
ответствующими поглотителями.
Многие растворы не могут храниться долго, так как
вещества в них подвергаются распаду или изменению, на-
пример окислители и восстановители. Запасов таких раст-
воров делать не следует.
Для приготовления водных растворов применяют су-
хие вещества только той кондиции, которая требуется
для данной работы. Так, для обычных работ в лаборато-
рии, особенно учебных, можно пользоваться реактивами
марки «чистый» (ч.), для аналитических работ — только
реактивами с маркой «ч. д. а.» (чистый для анализа) и т. д.
Если растворяемое вещество содержит примесь нераство-
римых веществ, приготовленному раствору дают отстоять-
ся и полученный чистый раствор сливают при помощи
сифона или иным путем в заранее заготовленную чистую
посуду, стараясь не захватить отстоявшийся осадок.
Расчеты при приготовлении растворов
процентной концентрации
а) Какое количество вещества необходимо для при-
готовления G раствора концентрации с?
Количество воды, требующейся в данном случае, равно
G — х (см3)
б) Какое количество вещества необходимо для при-
готовления V см3 раствора концентрации с? Находят
в таблицах плотность раствора р.
297
X —
^(г).
100 v '
Отвешенное количество твердого вещества растворяют
сначала в небольшом объеме воды, а потом доводят до
заданного.
При использовании кристаллогидратов вначале рас-
считывают на безводную соль и полученную величину
пересчитывают на кристаллогидрат.
Расчеты при приготовлении растворов
нормальной концентрации
а) Количество вещества а, нужное для приготовления
нормального раствора, определяют по формуле:
n-V-г-экв
а — ---------
1000
где п — заданная нормальность, V — заданный объем,
г-экв — грамм-эквивалент вещества, точный или нормаль-
ный раствор которого нужно приготовить.
б) Зависимость между титром и нормальностью выра-
жается формулой:
= V’
где Т — титр, а — навеска вещества, V — объем в см3.
Отсюда:
a — T-V',
т-юоо
п = -------.
е-экв
298
Разбавление растворов
а) Разбавить g г раствора концентрации с,(%) до
концентрации с2. Количество разбавленного раствора:
v — *С1
Ci
Количество воды, нужной для разбавления:
g-с, 1с,
У = ——£ = £- —1-
^2 \ ^2 /
б) Смешать два раствора одного и того же вещества
концентраций ci и с2 для получения раствора концентра-
ции с3, q — вес первого раствора, х — вес второго раст-
вора
___Ч-(с3 — С1)
•V —— - •
^2 —
Растворение в органических растворителях (эфир,
спирты, углеводороды, бензол и другие) производят при
соблюдении мер предосторожности, связанных с огнеопас-
ностью и вредностью для здоровья.
Фильтрование
Твердая фаза, остающаяся на фильтре, называется
осадком, а жидкость, прошедшая через фильтр, — фильт-
ратом. В качестве фильтрующих материалов применяют
пористые или волокнистые неорганические и органиче-
ские вещества; кварцевый песок различной крупности,
керамические, неглазурованные фарфоровые фильтры,
стеклянное волокно, фильтровальную бумагу различной
плотности, различные текстильные материалы, синтети-
239
ческие волокна и ткани из них, особенно фторопласты и
полиэтилен, и др. Последние особенно удобны для филь-
трования агрессивных жидкостей — концентрированных
минеральных кислот и щелочей.
Фильтрование проводится: 1) при обыкновенном дав-
лении, 2) при уменьшенном давлении (под вакуумом),
3) при нагревании, 4) при охлаждении, 5) под повышенным
давлением, 6) в атмосфере инертного газа.
1. Для фильтрования при обыкновенном давлении
применяют стеклянные воронки, причем при выборе во-
ронки нужно руководствоваться не количеством жидко-
сти, подлежащей фильтрованию, а количеством осадка,
который соберется на фильтре. В зависимости от величины
частиц осадка применяют фильтровальную бумагу раз-
личной плотности. Различают фильтровальную бумагу
по ленте на пачке. Самая неплотная, легко фильтрующая —
с розовой лентой, средней плотности — с белой лентой
и плотная для мелких осадков типа сернокислого бария —
с синей лентой.
Фильтр должен быть уложен в воронку так, чтобы
край фильтра не доходил до края воронки, а жидкость с
осадком наливают так, чтобы уровень жидкости не дохо-
дил до края фильтра самое меньшее на 10 мм. Наливать
жидкость с осадком в воронку на фильтр следует при по-
мощи стеклянной палочки. Нагретые жидкости фильтру-
ются легче, чем холодные. Для увеличения площади
фильтра применяют так называемые складчатые или пло-
еные фильтры.
Если в качестве фильтрующего материала применяют
не фильтровальную бумагу, а волокнистые или сыпучие
материалы, то вначале в воронку закладывают небольшой
слой соответствующей ваты (хлопчатобумажной или
стекловолокна, из синтетических или искусственных во-
. локон), а поверх ваты насыпают, например, очищенный
кварцевый песок. Щелочи фильтровать через бумажные
зоо
впаянное
пористое
стекло
Рис. 68. Стек-
лянная ворон-
ка с вплавлен-
ной пористой
пластинкой.
или хлопчатобумажные фильтры нельзя.
Для этой цели непригоден и кварцевый
песок. Щелочам дают отстояться, а потом
раствор сифонируют в чистую подготов-
ленную посуду.
Фильтрование под вакуумом ускоряет
операцию. Для проведения его собирают
прибор, состоящий из толстостенной кол-
бы Бунзена, фарфоровой воронки Бух-
нера или фарфоровой сетки, вложенной в
стеклянную воронку, и предохранитель-
ной склянки или другого предохрани-
тельного устройства, помещенного между
колбой Бунзена и вакуум-насосом (водя-
ным или масляным). В воронку Бухнера
помещают фильтрующий материал — два
слоя фильтровальной бумаги. Вначале
фильтрующую поверхность смачивают рас-
творителем, например водой, создают не-
большое разрежение при помощи вакуум-насоса и
убеждаются, что фильтр плотно прилегает к Сетке ворон-
ки. Если это не достигнуто — фильтровать нельзя. На
плотно прилегающий фильтр осторожно выливают жид-
кость с осадком, который требуется отфильтровать. Пе-
реполнять воронку не рекомендуется. Давать слишком
большое разрежение также не следует. Для фильтрования
удобно пользоваться вместо воронки.Бухнера стеклянны-
ми воронками с вплавленной пористой пластинкой (рис. 68)
или такими же тигель-нучами. Последние бывают четырех
номеров. Самый крупнопористый — № 1, самый мелко-
пористый — № 4 (величина пор порядка 10 мк).
При работе с водоструйным вакуум-насосом следует
наблюдать за тем, чтобы не происходило перебрасы-
вания воды в предохранительную склянку, а из нее —
в колбу Бунзена. Если это произойдет, фильтрование
301
Рис. 69. Воронка для горячего фильтро-
вания.
следует прекратить, отъединив колбу Бунзена от предо-
хранительной склянки. К фильтрованию можно будет
приступить только тогда, когда вся вода из последней
будет отсосана вакуум-насосом.
Фильтрование при нагревании бывает необходимо:
1) при перекристаллизации твердых веществ, 2) если
при обычной температуре жидкость имеет высокую вяз-
кость. В этих случаях для фильтрования применяют
специальную обогреваемую воронку для горячего
фильтрования, представляющую собой двухстенную ме-
таллическую воронку с боковым отростком для обогре-
вания газовой горелкой или электрической спиралью,
введенной внутрь отростка. Между стенками наливают во-
ду или другую жидкость, в зависимости от температу-
ры, до которой требуется нагревать (рис. 69). Более
302
удобны воронки для горячего фильтрования с электро-
* обогревом.
В обогреваемую воронку вставляют стеклянную под-
ходящего размера, в которую помещают фильтровальную
бумагу или другой фильтрующий материал, в зависимо-
сти от свойств фильтрующейся жидкости или раствора.
Под воронку ставят приемник в виде кристаллизатора
(при перекристаллизации) или химический стакан. При
фильтровании горячих растворов в органических раство-
рителях, особенно легкогорючих, горелка под отростком
должна быть потушена или закрыта предохранительной
сеткой.
Промывание осадков можно производить на фильтре
или с применением декантации. Промывание на фильт-
ре производят периодическим добавлением к осадку
промывной жидкости или воды. После того как при-
литая жидкость стечет, добавляют новую порцию ее и
так поступают много раз. Через несколько промываний
проверяют фильтрат на присутствие промываемого иона
соответствующей химической реакцией. Промывание пре-
кращают тогда, когда проба фильтрата дает отрицатель-
ную реакцию на отмываемый ион. Для промывания луч-
ше применять нагретые или горячие жидкости. Промы-
вание на фильтре обычно занимает много времени. До-
бавление воды на фильтр для промывания осадка произ-
водят при помощи промывалок, причем струей воды сле-
дует сбивать осадок с краев фильтра к центру.
Промывание с применением декантации состоит в
том, что полученному после реакции осадку дают отсто-
яться в том сосуде, в котором производилось осаждение,
и сливают с осадка (декантируют) жидкость по палочке
на фильтр, вложенный в воронку. Жидкость следует сли-
вать возможно полнее. После этого к осадку приливают
горячую воду или другую промывную жидкость в таком
же количестве, сколько было слито, перемешивают осадок
303
м L НИ ОДИ ЧЕС-КАЛ СИС1 ЪМУ| ЩЬМЕН'1'UB Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА
ПЕРИОДЬ РЯДЫ ГРУПП Ы '1 'ЭЛ Е ME НТ О б»
1 II III IV VI VII VIII 0
1 1 ’ Н ВОДОРОД i,ooa (Н) 2 Не ГЕЛИЙ 4,003
II 2 3 Li ЛИТИЙ 6,940 4 Be БЕРИЛЛИЙ 9,013 6 в БОР 10,82 6 С УГЛЕРОД 12,011 7 1 АЗОТ J . 14$ (8 (J КИСЛОРОД 16 9 F ФТОР 19,00 10 Ne НЕОН 20,183
III 3 ” Na НАТРИЙ 22,991 2 Мд МАГНИИ 24,32 13 А1 АЛЮМИНИЙ 26,98 14 Si КРЕМНИЙ 28,09 15 5 „а ФОСчй 3$ 16 S СЕРА 32,066 17 Ci ХЛОР 35,457 18 Аг АРГОН 39,944
IV 4 19 к МАЛИЙ 39,100 20 Са КАЛЬЦИЙ 40,08 Sc 21 СКАНДИЙ 44,96 Ti 22 ТИТАН 47,90 V 1 ВАНАЩ 50Д Я Сг 24 ХРОМ 52,01 Мп 25 МАРГАНЕЦ 54,94 Fe 26 ЖЕЛЕЗО 55,85 Со 27 КОБАЛЬТ 58,94 Ni 28 НИКЕЛЬ 58,71
5 Си 29 МЕДЬ 6^54 Zn 30 ЦИНК 65,38 31 Ga ГАЛЛИЙ 69,72 32 Ge ГЕРМАНИЙ 72,60 33 1 мышья Se СЕЛЕН 78,96 35 Вг БРОМ 79,918 36 Кг КРИПТОН 83,80
V 6 37 Rb РУБИДИЙ 85,48 38 Sr СТРОНЦИЙ 87,63 Y 39 ИТТРИЙ 88,92 Zr 40 ЦИРКОНИЙ 91,22 Nb-I НИОБИ1 925 Мо 42 МОЛИБДЕН 95,95 Тс 43 ТЕХНЕЦИЙ [97] Ru 44 РУТЕНИЙ 1011 Rh 45 РОДИЙ 102,91 Pd 48 ПАЛЛАДИЙ 106,4
7 Ад « СЕРЕБРО 107,88 Cd 48 КАДМИЙ 112/И 49 In ИНДИЙ 114,32 50 Sn олово 118,70 51 СУРЬМА 121, Ег те ТЕЛЛУР 127,61 53 ] ИОД 126,91 54 Хе КСЕНОН 131,30
VI 8 55 Cs ЦЕЗИЙ 132,91 56 Ва БАРИЙ 1Э7,ЗЬ La* 97 ЛАНТАН 138,92 Hi 72 ГАФНИЙ 178,50 Та р ТАНТАЛ 180,9' 74 ВОЛЬФРАМ 183,86 Re 75 РЕНИЙ 186,22 Os 76 осмий 190,2 1г 77 ИРИДИЙ 192,2 Pt 78 ПЛАТИНА 195,09
9 Аи 79 золото 197 Нд 80 РТУТЬ 200,61 81 ТАЛЛИЙ 204,39 82 РЬ СВИНЕЦ 207,21 83 ] ВИСМУтШ zosjB 84 Ро полоний [210] 88 At АСТАТ [2Ю] 86 Rn РАДОН [222]
VII 10 87 Fr ФРАНЦИЙ [223] 88 Ra РАДИЙ [226] Ас**»9 АКТИНИЙ [227] (Th) (Ра) («)
высшие СОЛЕОБРАЗУЮЩИЕ Окислы r2o RO R2O3 ro2 R2€ RO3 В2О7 ro4 «Г
ВЫСШИЕ ГАЗООБРАЗНЫЕ ВОДОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НН, RII rh2 RH
Ж ЛАНТАНОИДЫ Се 58 ЦЕРИЙ 140,13 Рг 53 ПРАЗЕОДИМ 140,92 Nd 60 НЕОДИМ 144,2? Pm6 ПРОМЕТИЙ [147] ' Sm62 САМАРИЙ 150,35 Еи 63 ЕВРОПИЙ? i5^o : Id 64 Щолиний М157.26 Tb 65 ТЕРБИЙ 158,93 Dy 66 ДИСПРОЗИЙ 162,51 Но 67 ГОЛЬМИЙ 164,94 Ег 69 ЭРБИЙ 167,27 Ти 69 ТУЛИЙ 168,94 Yb 70 ИТТЕРБИЙ 173,04 Lu ” ЛЮТЕЦИЙ 174,99
АКТИНОИДЫ Th90 ТОРИЙ 232.05 Ра 91 ПРОТАКТИНИЙ [231] U 92 УРАН 238,07 Np 93 НЕПТУНИУ [237] Ри 94 ПЛУТОНИЙ [242] Am 93 АМЕРИЦИЙ [243] Щи 96 :В кюрий [247] Bk 97 БЕРКЛИЙ [247] Ci 9 КДЛИФОРНИ [249] Es 99 й эйнштейнии Г [254]| Fin w° ФЕРМИЙ [ИЗ] Md,01 ИЕНДЕПЕСВИЙ [255] No 102 НОБЕЛИЙ [255] Lw’03 ЛОУРЕНСИЙ [2.V]
стеклянной палочкой и снова дают отстояться. Операцию
повторяют 3—4 раза. После последнего сливания из пос-
ледней порции жидкости, вытекающей из воронки, берут
2—3 капли промывной воды (фильтрата) и проверяют на
отмываемый ион. Если он обнаруживается, операцию пов-
торяют еще один раз и снова производят проверку. Про-
мывание с применением декантации позволяет провести
промывание осадка сравнительно быстро. Осадки сле-
дует промывать вскоре после осаждения и не оставлять
их для фильтрования до следующего дня. Необходимо
учитывать, что при промывании осадков, особенно горя-
чей водой или другими промывными жидкостями, про-
исходят потери вследствие растворимости вещества осад-
ка. Поэтому при промывании на фильтре выгоднее про-
мывать много раз, но малыми порциями промывной жид-
кости, чем применять сразу большой объем воды. Так,
лучше промыть 10 раз, используя каждый раз по 10 см3
воды, чем два раза по 50 см3.
Дистилляция, или перегонка
Важнейшими видами перегонки являются: 1) пере-
гонка под обычным давлением, 2) перегонка под умень-
шенным давлением, или вакуум-перегонка, 3) перегон-
ка с водяным паром.
При перегонке под обычным и уменьшенным давле-
нием нужно принимать меры, предупреждающие внезап-
ное вскипание и броски кипящей жидкости, вызывающие
толчки. В качестве мер предупреждения подобных явле-
ний в жидкость помещают так называемые кипелки (ку-
сочки пемзы, неглазурованного фарфора, спрессованные
диски из стеклянной ваты и пр.). При вакуум-перегонке
вместо кипелок через жидкость пропускают при помощи
капиллярной трубки очень тонкую струю воздуха (1—2
пузырька в секунду).
Г 06
Перегонку под обычным давлением проводят при
помощи прибора, состоящего из колбы Вюрца (рис. 70—
71), холодильника и приемника. При перегонке жидкостей
с температурой кипения до 150° С применяют холодиль-
ник Либиха с водяным охлаждением, а при перегонке
жидкостей с температурой кипения выше 150° С — холо-
дильники с воздушным охлаждением (холодильные труб-
ки). Жидкость, подлежащая перегонке, должна занимать
не более 2/3 объема колбы. В горло колбы вставляют проб-
ку с термометром, ртутный шарик которого должен на-
ходиться на уровне отводной трубки колбы Вюрца или
немного ниже его. В качестве приемников могут приме-
няться различные колбы, стаканы и пр. Полезно на ниж-
ний конец холодильника надевать аллонж. Колба Вюрца
и холодильник крепятся на отдельных штативах.
При фракционной, или дробной, перегонке, когда
приходится разделять смесь жидкостей с различными
температурами кипения, применяют дефлегматоры, встав-
ляемые на пробке в горло круг-
лодонных колб соответствую-
щего размера. В настоящее вре-
мя для дробной перегонки с
большим успехом применяют
Рис. 71. Колбы Кляйзена и
Арбузова для перегонки иод
вакуумом.
Рис. 70. Колбы Вюрца.
397
колонки полной конденсации, позволяющие производить
более точное разделение жидкостей по температурам ки-
пения.
Перегонку огнеопасных жидкостей производят с осо-
бой осторожностью на предварительно нагретой водя-
ной или иной бане, не применяя для нагревания откры-
того пламени газовой горелки или электроплитки с от-
крытой спиралью. При обычном давлении перегоняют
только те вещества, которые при нагревании до Темпе-
ратуры кипения не претерпевают каких- либо измене-
ний и не разлагаются.
Для перегонки под уменьшенным давлением или ва-
куум-перегонки собирают прибор, состоящий из колбы
Кляйзена или колбы Арбузова (рис. 71), снабженной ка-
пилляром и термометром, холодильника, специального
приемника, приспособленного для работы с вакуумом,
манометра, стеклянного трехходового крана и предо-
хранительной склянки Вульфа, помещенной между ва-
куум-насосом и манометром. Соединение частей прибора
производится или при помощи резиновых пробок, или на
шлифах, причем резиновые пробки рекомендуется слегка
смазать касторовым маслом. Вакуум-перегонке подвер-
гают вещества, не выдерживающие нагревания до вы-
сокой температуры при нормальном давлении и распа-
дающиеся при этом.
Для перегонки с водяным паром применяют прибор,
состоящий из парообразователя (паровичка), водоотде-
лителя, перегонной колбы, холодильника и приемника.
Влажный пар, получаемый из паровичка, проходит че-
рез водоотделитель, где собирается захватываемая па-
ром вода. Значительно обезвоженный пар поступает в
обогреваемую перегонную колбу, захватывает перего-
няемое вещество и поступает в холодильник, откуда
попадает в приемник, в котором происходит разделе-
ние фаз. Перегонка с водяным паром имеет преимуще-
308
ство перед обычной перегонкой в том, что она может
быть избирательной, так как одни нерастворимые в воде
вещества перегоняются с паром, другие же не перего-
няются.
После окончания перегонки вначале отъединяют пе-
регонную колбу от парообразователя (паровичка), а
затем прекращают нагревание паровичка и перегонной
колбы. Перегон, состоящий из двух слоев (если перего-
нялась жидкость), разделяют при помощи делительной
воронки. Если с паром отгонялось твердое вещество,
выпадающие в приемнике кристаллы отделяют или сли-
ванием воды с осадка, или же фильтрованием. Иногда
для выделения из воды растворенных в ней жидких
органических веществ применяют прием высаливания —
добавление твердой поваренной соли в водный раствор
до насыщения, а для выделения твердых веществ чаще
всего используют прием экстрагирования органическими
растворителями. Последним приемом можно пользо-
ваться и для выделения жидких органических веществ
из водных растворов.
Сублимация, или возгонка
Сравнительно небольшая группа веществ, как неор-
ганических, так и органических, обладает свойством пе-
реходить, минуя стадию жидкого состояния, из твер-,
дого состояния в пар, способный превращаться в твер-
дое тело. Сублимироваться, или возгоняться, могут: иод,
некоторые соли аммония, нафталин и пр. Простейшим
прибором для сублимации, или возгонки, может служить
химический стакан без носика, на дно которого помеща-
ют вещество, подлежащее сублимации. Сверху стакан
закрывают часовым стеклом или круглодонной кол-
бой подходящего размера. На часовое стекло или в кол-
бу наливают холодную воду или кладут кусочки льда.
309
Нагревание стакана ведут, в зависимости от требуемой
температуры, на песочной бане, на плитке или обогрева-
ют газовой горелкой через асбестированную сетку. Суб-
лимируемое вещество конденсируется на охлаждаемой
поверхности.
Экстрагирование
Под экстрагирова-
Вода
нием подразумевается
процесс извлечения из
смеси каких-либо жид-
ких или твердых ве-
ществ. Различают экс-
трагирование твердых
веществ (система «твер-
дое — жидкость») и
Рис. 72. Аппарат Сокслета
для экстрагирования.
Рис. 73. Делительные
воронки.
31й
экстрагирование жидкостей (система «жидкость — жид-
кость»).
Для экстрагирования твердых веществ применяют
специальные аппараты, из которых наибольшим распро-
странением пользуется аппарат Сокслета (рис. 72).
Он состоит из колбы для растворителя, экстрактора
и шарикового холодильника. При нагревании колбы па-
ры растворителя охлаждаются в холодильнике. Обра-
зующийся пар-конденсат попадает в экстрактор, в кото-
рый предварительно помещают экстрагируемое вещество.
Когда жидкость в экстракторе достигнет определенного
уровня, она стекает снова в колбу и процесс повторяется.
Экстрагирование жидкостей производят при помощи
делительной воронки или при помощи специальных ап-
паратов.
В делительную воронку (рис. 73) до половины нали-
вают подлежащую экстрагированию жидкость, затем —
растворитель в таком количестве, чтобы общий объем
жидкостей составлял не более 0,8 объема делительной
воронки. После этого воронку закрывают пробкой и
встряхивают, придерживая сливной кран и пробку.
Встряхивание можно механизировать, применяя различ-
ные встряхиватели. В качестве растворителей применяют
различные органические жидкости, нерастворимые в во-
де: диэтиловый эфир, бензол, хлорпроизводные углево-
дороды, такие, как четыреххлористый углерод, дихлор-
этан и пр.
Выпаривание
Так называют операцию полного или частичного уда-
ления растворителя из раствора какого-либо вещества с
целью выделения последнего или повышения концентра-
ции раствора. Выпаривание жидкости производят в
фарфоровых или других выпарительных чашках при на-
311
гревании, лучше всего на водяной бане, как более осто-
рожном способе нагревания, или на другой бане, в за-
висимости от свойств растворителя. При выпаривании
растворов в органических растворителях полезно вна-
чале повысить концентрацию раствора, отогнав большую
часть растворителя обычным приемом перегонки (см.
«Дистилляция»), Сконцентрированный раствор выли-
вают из перегонной колбы в выпарительную чашку и
заканчивают выпаривание в ней, принимая меры к тому,
чтобы пары органического растворителя не воспламе-
нились и не попали в рабочее помещение (работа в вы-
тяжном шкафу). Вещества, нестойкие при нагревании,
выпаривают с применением вакуума.
Кристаллизация
Кристаллизация является одним из методов получе-
ния чистых веществ. В основе метода лежит изменение
растворимости кристаллических веществ в зависимости
от температуры. Повторение кристаллизации называют
перекристаллизацией. Вещество, подлежащее кристал-
лизации, вначале растворяют в выбранном растворителе
(вода или органический растворитель) при нагревании
на водяной бане, добиваясь получения насыщенного
раствора при максимально высокой температуре для дан-
ной системы. Затем полученный раствор отфильтровывают,
применяя воронку для горячего фильтрования. В каче-
стве приемника обычно служит кристаллизатор, охлаж-
даемый льдом или холодной водой. При охлаждении филь-
трата из него выпадает растворенное вещество в виде
кристаллов. При быстром охлаждении образуются мел-
кие кристаллы, а при медленном — крупные. Выпавшие
кристаллы отделяют фильтрованием на воронке Бухнера.
Фильтрат, являющийся насыщенным раствором выделяе-
мого вещества, следует упарить и снова охладить, в ре-
312
зультате чего можно выделить еще некоторую порцию
нужного вещества. Из полученных кристаллов можно по-
лучить новый насыщенный раствор, из которого при ох-
лаждении выпадут кристаллы второй кристаллизации, по
составу более чистые, чем полученные после первой кри-
сталлизации. Отфильтрованные кристаллы высушиваются
и сохраняются в хорошо закрытой посуде. Для охлажде-
ния кристаллизаторов можно применять, кроме льда и
холодной воды, охлаждающие смеси, как смесь льда или
снега с поваренной солью, с хлористым кальцием, а так
же, в особых случаях, сухой лед (твердую двуокись угле-
рода).
Высушивание
Высушивание газов производят путем пропускания их
через твердые поглотители, например прокаленный хло-
ристый кальций поглощает воду, а такие адсорбенты, как
окись алюминия и другие, пригодны и для поглощения па-
ров органических веществ; через жидкие поглотите-
ли, например концентрированную серную кислоту. Для
высушивания газов применяют наполненные поглотите-
лем хлоркальциевые трубки, склянки Тищенко, погло-
тительные колонки, газопромыватели и пр.
Высушивание твердых веществ можно производить на
открытом воздухе, при обычной температуре, за счет ес-
тественного испарения влаги до тех пор, пока не устано-
вится равновесие во влажности с окружающим воздухом.
Для высушивания на открытом воздухе очень важно,
чтобы поверхность высушиваемого вещества была как
можно больше. Поэтому, если высушивается кристалли-
ческое вещество, его рассыпают тонким слоем на листе
чистой фильтровальной бумаги и закрывают сверху та-
ким же листом, чтобы предохранить от загрязнения. Вре-
мя от времени высушиваемую массу перемешивают фар-
форовой лопаткой (шпателем) или стеклянной палочкой.
313
Высушенные кристаллы пересыпают в чистую банку и
плотно закрывают пробкой.
Для высушивания при нагревании и атмосферном
давлении используют сушильные шкафы без автоматиче-
ского регулирования температуры и с автоматическим ре-
гулированием ее. Удаление кристаллизационной воды и
воды связанной у различных веществ происходит при
температурах, иногда значительно превышающих 100°С.
Высушивание при нагревании таких веществ производят
при температуре не ниже 105—110°С.
Нередко вещества, из которых нужно удалить воду,
не выдерживают нагревания, распадаясь или изменяя
состав под воздействием температуры. Такие вещества
высушивают при низкой температуре, но при уменьшен-
ном давлении. Для этого применяют специальные ваку-
ум-сушильные шкафы, позволяющие производить высу-
шивание при заданных условиях.
Высушивание в эксикаторе, содержащем водопогло-
щающее вещество, — сравнительно длительный способ,
проводится чаще при обычной температуре. Однако суще-
ствуют эксикаторы и с электроподогревом.
Высушивание при помощи ламп инфракрасного излу-
чения — наиболее быстрый способ сушки, позволяющий
легко регулировать температуру, при которой произво-
дится высушивание, расстоянием высушиваемого веще-
ства от лампы инфракрасного излучения. Для этого при-
меняют установку, состоящую из штатива и укрепленного
на нем подвижного рефлектора с лампой инфракрасного
излучения. Этим способом быстро высушивают неболь-
шие количества вещества.
Определение плотности
Определение плотности чаще всего производят при
помощи ареометров. Различают ареометры для жидко-
314
стей легче воды (рис. 74) и для
жидкостей тяжелее воды
(рис. 75). У ареометров перво-
го типа отсчет шкалы произво-
дится от 1,000 до 0,700 и реже
ниже. У ареометров второго
типа шкала имеет деления от
1,000 и выше. Обычно в лабо-
раториях бывают наборы арео-
метров для измерения плотно-
сти от 1,000 до 1,900 с интер-
валом 0,200. Измерение плот-
ности ареометром проводят при
стандартной температуре 20вС.
Если измерение было прове-
дено при другой температуре,
результаты приводят к стан-
дартным путем введения соот-
ветствующих поправок.
Для измерения плотности
ареометром применяют специ-
альные цилиндры емкостью не
менее 0,75 л. Жидкость налива-
ют в цилиндр так, чтобы уро-
вень ее не доходил до края на
несколько сантиметров. Арео-
метр осторожно опускают в жидкость, так, чтобы он
был расположен на одинаковом расстоянии от стенок,
не допуская, чтобы 'он касался дна цилиндра. Темпера-
туру измеряют перед тем, как ареометр будет помещен
в жидкость.
После окончания измерения ареометр вынимают из
жидкости, осторожно обмывают и обтирают его и поме-
щают в футляр.
Рис. 75.
"Ареометр
для опреде-
ления плот-
ности жид-
костей тяже-
лее воды.
Рис. 74.
Ареометр
для опреде-
ления плот-
ности жид-
костей легче
воды.
315
О безопасности при работе в химической
лаборатории
Рабочее место необходимо поддерживать в чистоте,
не загромождать ненужной посудой и приборами.
Совершенно недопустимо пробовать реактивы на вкус
или нюхать из сосуда, в котором хранится какое-либо
вещество. Нельзя пить воду из химической посуды, быв-
шей в употреблении.
Отравления
Работать с ядовитыми, вредными для здоровья и дурно
пахнущими газами и парами обязательно в вытяжном шка-
фу, а не просто в помещении. Недопустимо выпаривание
кислот и растворов веществ, содержащих аммиак, хлор,
бром, иод, сероводород, органические растворители, пря-
мо на рабочем столе, в открытом помещении.
К сильно ядовитым газам и парам относятся: пары си-
нильной, азотной, соляной кислот; газообразные фтор,
хлор, бром, мышьяковистый и сурьмянистый водород,
сероводород; многие органические вещества (очень часто —
растворители) и др. Перезарядку аппарата Киппа сле-
дует производить обязательно в вытяжном шкафу. Работ
тать со ртутью, пары которой крайне вредны, следует так,
чтобы не разливать ее; переливать ртуть нужно на про-
тивне, имеющем борта. Поверхность ртути в сосуде при
хранении должна быть покрыта слоем воды, чтобы преду-
предить испарение. После работы необходимо тщательно
мыть руки.
Ожоги
Ожоги могут быть тепловыми и химическими. Тепло-
вые ожоги возникают при неаккуратном обращении с на-
гретыми до высокой температуры предметами и с нагрева-
316
тельными приборами. Предметы, нагретые до высокой
температуры, нельзя брать незащищенными руками или
не применяя каких-либо приспособлений (ухватики,
щипцы, держатели и пр.). Горячие стаканы и колбы сле-
дует брать или переносить, защищая пальцы рук резино-
выми напальчниками или применяя полотенце, при-
чем один конец последнего, сложенный в 2—3 раза,
следует подкладывать под дно стакана или колбы, при-
держивая другим концом за стенку стакана или шейку
колбы.
При тепловых ожогах на обожженное место следует
тут же наложить ватный тампон, смоченный раствором
марганцовокислого калия, спирта, или специальной мази
от ожогов, или раствором уротропина.
Химические ожоги могут происходить при попадании
на кожу. концентрированных кислот, особенно серной,
или таких же растворов едких щелочей и некоторых дру-
гих веществ. Особенно опасно действие концентрирован-
ной серной кислоты и твердых едких щелочей, вызываю-
щих трудно заживающие ожоги тканей. При попадании
на кожу рук или других частей тела кислот или щелочей
это место немедленно обмывают большим количеством
воды, лучше всего при помощи резиновой трубки, надетой
на водопроводный кран, направляя струю воды на обож-
женную поверхность, после этого тотчас же обмывают в
случае ожога кислотами: 5—6-процентным раствором
углекислого натрия или аммония, а при ожогах щелоча-
ми — 2—3-процентным раствором уксусной кислоты. При
сильном ожоге пострадавшее место смазывают специаль-
ной мазью и забинтовывают.
При разбавлении кислот и приготовлении их раство-
ров следует осторожно приливать кислоту в холодную
воду, тонкой струей, перемешивая раствор. Совершенно
недопустимо приливать воду к концентрированной сер-
ной кислоте, так как в этом случае может произойти
317
разбрызгивание, а капли ее, попавшие на кожу, вызо-
вут тяжелые ожоги.
При измельчении твердых едких щелочей (NaOH и
КОН) голову обязательно повязывают косынкой, наде-
вают предохранительные очки и резиновые перчатки. Ха-
лат должен быть с пуговицами или завязками сзади. Рас-
творение твердых едких щелочей всегда сопровождается
сильным повышением температуры. Из этих соображений
растворение их не рекомендуется производить в толсто-
стенной стеклянной посуде, лучше это делать в фарфоро-4
вой.
Взрывы
Совершенно недопустимо смешивать и растирать бер-’
толетову соль, марганцовокислый калий, перекись натрия
и другие окислители с органическими веществами.
Взрыв может произойти при прокаливании в токе во-
дорода, при зарядке аккумуляторов, при работе с неко-
торыми органическими веществами, с легко горючими вос-
пламеняющимися веществами. Очень опасны взрывы за-
крытой стеклянной посуды, так как разлетающиеся ос-
колки могут вызвать серьезные и глубокие раны, а также
могут повредить глаза. Во избежание этого работы, опас-
ные на взрыв, производят обязательно в предохранитель-
ных очках из безосколочного стекла и в спецодежде.
В тех случаях, когда проводится реакция в стеклянной
посуде и в ходе реакции происходит выделение газов или
создается давление, для предотвращения взрывов в горло
сосуда вставляют так называемый клапан Бунзена. Он
представляет собой резиновую трубочку, плотно закры-
тую с одной стороны и имеющую продольный прорез. Дру-
гой конец насажен на стеклянную трубку, вставленную в
пробку. Если в сосуде создается повышенное давление,
избыток газа будет выходить через прорез.
318
Порезы
При порезах стеклом нужно проверить, не осталось
ли осколков стекла в ране. Очистив рану, обмывают ее,
смазывают иодом и, если нужно, перевязывают. Кровь
можно остановить, приложив к порезу тампон из сте-
рильной ваты, пропитанный раствором хлорного железа,
сернокислого или хлористого алюминия.
Пожары
Самовоспламеняющиеся и огнеопасные вещества сле-
дует хранить только в соответствующей таре.
При переливании огнеопасных жидкостей и при рабо-
те с ними вблизи не должно быть горящих газовых горе-
лок или раскаленных поверхностей. Перегонку огнеопас-
ных жидкостей следует производить электронагреватель-
ными приборами только с закрытой спиралью.
При загорании веществ, не смешивающихся с водой,
тушить их можно только при помощи пескоструйного
огнетушителя или при помощи сухого песка. Водой нельзя
тушить загоревшиеся бензин, бензол, эфир и подобные им
жидкости.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Краткий словарь химических терминов
Абсорбция — поглощение веществ из раствора или смеси газов
твердыми или жидкими телами, происходящее равномерно во всей
массе поглотителя.
Адсорбция — поглощение (сгущение) поверхностным слоем
твердого тела растворенных или газообразных веществ, не сопро-
вождающееся химической реакцией.
Алкалиметрия — метод объемного анализа — определение со-
держания щелочи в растворах.
Аллотропия — свойство химического элемента образовывать не-
сколько простых веществ (аллотропных видоизменений). ;
Алхимия — средневековое название химии; донаучный период’
развития этой науки, когда главным образом^ставилась цель пре-1
вращения неблагородных металлов (меди, свинца) в благородные
(золото, серебро). ~
Алюминотермия — способ получения металлов, неметаллов и :
сплавов, основанный на восстановлении их кислородных соедине-
ний алюминием. »
Аморфные вещества — вещества, не имеющие кристалличе-
ской структуры.
Амфотерные вещества — соединения, проявляющие в зависи-
мости от условий и основные, и кислотные свойства, например
окись и гидроокись алюминия.
Анализ химический — определение химических элементов или
их соединений, входящих в состав исследуемых веществ; качествен-
ный анализ — установление наличия элементов или их соединений
в исследуемом веществе; количественный анализ — точное опреде-
ление относительных весовых количеств элементов или соединений,
составляющих вещество, выраженных в процентах или граммах.
Ангстрем — единица длины, равная одной стомиллионной доле
о
сантиметра; обозначается символом А. Название дано в честь швед-
ского ученого-спектроскописта А. Ангстрема.
Анион — отрицательно заряженный ион (в растворе или рас-
плаве).
Анод — электрод; соединенный с положительным полюсом ис-
точника постоянного тока; положительный полюс гальванического
элемента или батареи.
Ароматизация нефти — химическая переработка нефти и нефтя-
ных продуктов с целью увеличения содержания в них ароматиче-
ских углеводородов.
Атом — мельчайшая частица химического элемента; сохраняю-
щая все его химические свойства.
Атомная связь (гомеополярная, или ковалентная, связь) —
один из основных видов химической связи в молекулах простых и
сложных веществ, вид связи, обусловленный взаимодействием
электронов от каждого атома и образующих электронные пары,-
принадлежащие обоим атомам (Н : Н, Н : С1 и т. п.).
j Атомно-молекулярное учение (атомистика)—учение о прерыви-
стом, зернистом (дискретном) строении материи из атомов и молекул.
/ Атомный вес — вес атома химического элемента, выраженный 4
в кислородных единицах (>/10 часть веса атома кислорода |6О) или
’ в углеродных единицах (!/12 часть веса атома углерода g2C); наи-
£ более существенное свойство химического элемента.
Атомный номер (число) — порядковый номер места, занимае-
мого элементом в периодической системе Д. И. Менделеева.
Ацидиметрия — метод объемного анализа, сводящийся к опре-
делению содержания кислот в растворах титрованием щелочью, кон-
центрация которой известна.
* Валентность — свойство атома данного элемента присоединять
(или замещать определенное число атомов другого элемента.
Возгонка (сублимация) — превращение вещества из кристал-
лического состояния непосредственно в парообразное.,, без перехода
в жидкую фазу (без плавления). Таким свойством обладают иод, не-
которые соли аммония и некоторые органические вещества (нафта-
. лин и др.). !
Восстановление — химическая реакция присоединения элек-
тронов атомами или ионами и сопровождаемая понижением поло-
/ жительной валентности.
I Восстановление металлов — способ получения металлов из
! природных минералов (руд) и других соединений, сводящийся к
реакции между этими соединениями металла (например, окислами
и др.) и веществами, обладающими восстановительными свойствами.
Вулканизация — процесс превращения каучука в резину ну.
тем совместного нагревания его с серой.
Л Справочник во химии 321
Выветривание — разрушение горных пород на поверхности
земли под влиянием физических и химических факторов (темпера-
туры, воздуха, воды).
Высокомолекулярные соединения — вещества, молекулы кото-
рых содержат сотни и тысячи атомов, связанных между собой ва-
лентными связями.
Выщелачивание горных пород — процесс растворения и выноса
водами какой-либо растворимой части горной породы.
Выщелачивание почв — процесс вымывания из почвы соеди-
нений, растворимых в воде.
Газификация твердого топлива — промышленное превращение
при высокой температуре твердого топлива в горючие газы при
взаимодействии с водяным паром, воздухом, кислородом и другими
газами.
Гальванопластика — способ получения металлических копий с
помощью электролиза.
Гальваностегия — способ покрытия предметов слоем металла
при помощи электролиза.
Гальванотехника—техника осаждения металлов на поверхнос-
ти металлических и неметаллических изделий при помощи электро-
лиза.
Геохимия — наука, изучающая сочетание, распределение и
миграцию химических элементов в земной коре и глубинах Земли.
Гербициды — химические средства, применяемые для уничто-
жения сорной и нежелательной растительности.
Гетерогенные реакции — химические реакции, протекающие в
неоднородной среде (твердое вещество и газообразное; твердое и
жидкость и др.).
Гетерогенный — неоднородный, состоящий из разнородных по
своему, составу частей.
Гетерогенный катализ — химическая реакция, протекающая с
катализатором, находящимся в другом физическом состоянии, чем
реагирующие вещества, например, катализатор — твердое веще-
ство, реагирующие вещества — газы.
Гигроскопичность—свойство некоторых веществ, например хло-
рида кальция, серной кислоты, поглощать водяные пары воздуха.
Гигроскопичны также очень многие тонкоизмельченные вещества.
Гидратация — взаимодействие веществ с водой, состоящее
в присоединении воды к химическому соединению без разложения
последнего.
Гидрогенизация — реакция присоединения водорода к раз-
личным веществам, обычно протекающая под влиянием катализа-
торов.
322
Гидролиз — реакции обменного разложения различных соеди-
нений при взаимодействии с водой.
Горение — химическая реакция; сопровождающаяся выделе-
нием теплоты и света (пламени).
Грамм-атом — количество граммов элемента, численно равное
его атомному весу.
Грамм-эквивалент — число граммов химического элемента,'
равное весу химического эквивалента; в реакциях замещения равен
частному от деления атомного веса элемента на его валентность, или
молекулярного веса соли на основность кислоты или кислотность
основания. Например,
27 98
1 г-экв А1 = — = 9 (г); 1 г-экв H2SO4 = — = 49 (г).
О Z
В окислительно-восстановительных реакциях грамм-эквивалент
находят делением атомного веса элемента или молекулярного веса
окислителя или восстановителя на число переходящих электронов.
Например (в кислой среде).
158,03
1 г-экв КМпО4 =—-— = 31,61.
5
Десиканты — химические средства, применяемые для предубо-
рочной подсушки некоторых сельскохозяйственных растений.
Детонация — распространение взрыва на всю массу вещества
или смеси, происходящее под воздействием удара, пламени, трения
и других факторов.
Дефолианты — химические средства, применяемые для преду-
борочного удаления листьев растений.
Диссоциация — обратимое разложение молекул на более про-
стые молекулы, атомы, атомные группы или ионы.
Диссоциация термическая — химическая реакция обратимого
разложения вещества под влиянием нагревания.
Диссоциация электролитическая — полный или частичный рас-
пад на ионы молекул кислот, щелочей и солей при их растворении
(см. «Ионизация»).
Диффузия — самопроизвольное проникновение друг в дру-
га приведенных в соприкосновение газов, жидкостей и твердых
тел.
Жесткость воды — свойство воды образовывать накипи, не
мылиться и т. п., зависящее от количества растворенных в ней солей
щелочноземельных металлов (Са и Mg).
323
, Зооциды’— химические средства, применяемые для борьбы с
вредными грызунами.
Известкование почвы — внесение извести в почву главным об-
разом с целью понижения почвенной кислотности, вредно действую-
щей на большинство сельскохозяйственных растений.
Изомеризация — внутримолекулярное превращение органи-
ческих соединений, ведущее к изменению структуры молекул при
сохранении их состава и молекулярного веса.
Изомеры — химические соединения, имеющие одинаковый сос-
тав и молекулярный вес, но отличающиеся строением молекул, фи-
зическими и химическими свойствами.
Изоморфизм — явление, заключающееся в том, что различные,
но близкие по своей природе вещества кристаллизуются в одной
форме (например, различные квасцы).
Изотопы — разновидности химического элемента с разными
атомными весами, но имеющими один и тот же заряд атомных ядер
и потому занимающих одно и то же место в периодической системе.
Ингибиторы — вещества, незначительные добавки которых в
среду, вызывающую коррозию, замедляют разрушение металлов. Так
же называют вещества, тормозящие жизнедеятельность растений.
Индикаторы — вещества, меняющие свою окраску в зависимо-
сти от реакции среды (кислотной, щелочной, нейтральной).
Инсектициды — ядохимикаты, применяемые для борьбы с
вредными насекомыми.
Ион — заряженная частица, образовавшаяся из атома или
группы атомов в результате присоединения или утраты одного или
нескольких электронов.
Ионизация — образование ионов из нейтральных атомов или
молекул. Происходит в растворах под влиянием химических про-
цессов между растворенным веществом и растворителем. Ионизация
газов происходит под влиянием некоторых физических причин.
Ионная (электровалентная) химическая связь — связь, обус-
ловленная образованием электронных пар за счет перехода валент-
ных электронов от одного атома к другому; характерна для сое-
динений металлов с наиболее типичными неметаллами.
Катализ — процесс изменения скорости химических реакций
под действием катализаторов.
Катализаторы — вещества, ускоряющие или замедляющие ре-
акции, но в итоге ее сами остающиеся химически неизменными.
Катион — ион, заряженный положительно.
Катод — электрод, соединенный е отрицательным полюсом
источника постоянного тока; отрицательный полюс гальванического
элемента или батареи.
324
Кислоты — вещества, молекулы которых содержат водород,
способный замещаться или обмениваться на металл; электролиты,
образующие при диссоциации только катионы водорода.
Коагуляция — процесс объединения мелких частиц в более
крупные под влиянием сил сцепления, вызывающий нарушение
устойчивого состояния коллоидной системы. Происходит при дей-
ствии различных веществ, повышения температуры и других при-
чин.
Коксование — промышленный метод переработки каменных
углей путем нагревания их без доступа воздуха с целью получения
кокса, коксового газа и каменноугольной смолы.
Коллоиды (коллоидные системы) — промежуточные системы
между истинными растворами и грубыми дисперсными системами
(суспензиями, эмульсиями) с размерами частиц от 10~6 до 10“’ см.
Компонент — составная часть чего-либо, преимущественно ка-
кого-либо химического соединения.
Константа — постоянная величина в математике, физике и
химии; записывается сокращенно символом const или буквами
К и С.
Концентрация — относительное содержание вещества в смеси
или растворе. Выражается в определенных единицах: процентах,
граммах, грамм-эквивалентах и пр.
Коррозия — разрушение твердых тел (металлов) под влиянием
различных физико-химических воздействий.
Крекинг — процесс переработки нефтепродуктов для получе-
ния продуктов, имеющих более низкую температуру кипения.
Кристалл — твердое тело, построенное из закономерно распо-
ложенных атомов и ионов, способное при свободном росте прини-
мать форму правильных многогранников.
Кристаллизация — выделение твердого вещества (кристаллов),
из раствора.
Микроэлементы — элементы, находящиеся в организме чело-
века, животных и растений (В, Mg, I, Си, Zn, Мо, Со, естественные
радиоактивные элементы и др.), имеющие, несмотря на их малое
содержание в организме, большое значение в жизни.
Минерал — природный химический индивид, образовавшийся
в земной коре.
Молекула — мельчайшая доля вещества, еще сохраняющая его
химические свойства.
Молекулярный вес — вес молекул, выраженный в углеродных
или кислородных единицах (см. атомный вес).
Мономеры — химические соединения, молекулы которых благо-
даря наличию кратных связей или функциональных групп могут
Z 325
соединяться между собой, образуя молекулы удвоенного, утроенного
или многократно увеличенного молекулярного веса (димеры, три-
меры и полимеры).
Нейтрон — элементарная частица, не имеющая никакого элек-
трического заряда, вес которой приблизительно равен весу про-
тона.
Нормальные растворы — растворы, содержащие в 1 л раствора
грамм-эквивалент растворенного вещества (1 н).
Обогащение руд — процесс первичной обработки руд, отделе-
ние их от пустых пород, не представляющих непосредственной
практической ценности в данных техноэкономических условиях.
Окисление — реакция, сущность которой состоит в повышении
электровалентности окисляющихся атомов или ионов; процесс, со-
провождающийся потерей электронов атомами или ионами окисляю-
щегося вещества и переходом их к атомам или ионам восстановителя;
в узком смысле — реакция соединения каких-либо веществ с кисло-
родом.
Окисление-восстановление — химическая реакция, при которой
один или несколько атомов или ионов, входящих в состав взаимо-
действующих веществ, отдают электроны, а другие присоединяют
их.
Окислы — химические соединения элементов с кислородом.
Оксидирование — создание на поверхности металла защитной
пленки из окисла для предохранения металла от коррозии.
Октановое число — показатель детонационной стойкости мо-
торного топлива (детонационная стойкость изооктана принимается
за 100; н-гептана приравнивается нулю).
Основание — вещество, молекулы которого состоят из ионов
металла и одной или нескольких гидроксильных групп. Основания
рассматриваются так же, как акцепторы водорода, т. е. вещества,
способные присоединять водород.
Пересыщенный раствор — раствор, содержащий при данных
условиях избыток растворенного вещества, выпадающего в виде
кристаллического осадка.
Периодичность — повторяемость, возвращение через опреде-
ленные промежутки (времени, пространства).
П одвижное равновесие (химическое) — состояние смеси реаги-
рующих веществ, при котором количества каждого из них оста-
ются без изменения в результате равенства скоростей прямой и об-
ратной реакции.
Полимеризация — процесс соединения мономеров в большие
молекулы (полимеры) без выделения каких-либо продуктов.
Полимеры — высокомолекулярные вещества, образованные из
большого числа сравнительно простых звеньев.
326
Полиморфизм — свойство некоторых веществ кристаллизовать-
ся в нескольких формах.
Протон — устойчивая элементарная частица с массой, равной
1 к. е.? зарядом -|-1; ядро атома легкого водорода — протия
обозначается как р, |Н.
Радикал — группа атомов в молекуле; переходящая без изме-
нения из одного химического соединения в другое.
Радиоактивность — самопроизвольный распад атомных ядер
некоторых элементов, сопровождающийся выделением элементар-
ных частиц.
Растворимость — характерная для простых и сложных веществ
величина, определяющая наибольшее количество вещества, которое
может быть растворено при той или иной температуре в 100 г раство-
рителя (воды, спирта и др.).
Раствор концентрированный — раствор, содержащий раство-
ренное вещество в количестве, близком к насыщению.
Раствор насыщенный — раствор, имеющий максимально воз-
можное содержание растворенного вещества при данных условиях.
Раствор ненасыщенный — раствор, в котором при данных ус-
ловиях можно растворить еще некоторое количество растворяемого
вещества.
Реактив (в качественном анализе) — вещество,- вступающее в
характерную реакцию с другим веществом и тем самым дающее воз-
можность установить наличие последнего.
Реакция необратимая — процесс, практически протекающий в
одном направлении («в одну сторону»), например:
Zn + H2SO4 =ZnSO4+H2f
Реакция обратимая — процесс, одновременно протекающий во
взаимно противоположных направлениях («в обе стороны») и при-
водящий к химическому равновесию, например:
2N2 + 3H2^>2NHs
Реакция химическая — превращение вещества или веществ,
выражающееся в изменении свойства их химического строения.
Регенерация — восстановление первоначальных свойств у отра-
ботанных материалов.
Синтез — получение сложных веществ из более простых ве-
ществ путем химических реакций.
Соли — химические соединения; являющиеся продуктами пол-
ного или неполного замещения водорода в кислотах металлами или
продуктами замещения гидроксильных групп в основаниях на
327
кислотный остаток; электролиты, образующие при ионизации ка-
тионы металла и анионы кислотного остатка.
Соли двойные — соли, в которых водород кислоты замещен
двумя различными металлами, например KA1(SO4)2 • 12НгО.
Соли кислые (гидросоли) — соли, содержащие водород, который
может быть замещен металлом, например Са(НСО3)2, KHS.
Соли основные (или гидроксисоли) — соли, молекулы которых
содержат гидроксильную группу, например CuCO8. Сп(ОН)2.
Соли средние (или нормальные) — соли, не содержащие пи
водорода, который может быть замещен металлом, ни гидроксила.
Спектральный анализ — метод качественного и количественно-
го определения веществ путем изучения их характерных спектров.
Степень ионизации — отношение числа молекул, распавшихся
на ионы, к общему числу молекул растворенного вещества.
Титр раствора — количество растворенного вещества в граммах,
содержащееся в 1 лм раствора.
Титрование — прибавление раствора реактива из бюретки к
анализируемому раствору до достижения момента эквивалентности
в происходящей реакции.
Титрованные растворы — растворы точно известной концентра-
ции, применяемые в объемном анализе.
Токсичность — ядовитые свойства веществ.
Флотация — способ обогащения полезных ископаемых, осно-
ванный на различной смачиваемости твердых веществ жидкостями.
Флюсы — минеральные вещества, прибавляемые к руде для
снижения температуры плавления и более легкого отделения ме-
талла от расплавленной пустой породы.
Формула химическая — международная условная запись бук-
вами латинского алфавита и числовыми индексами наименования и
состава веществ.
Фотосинтез — образование сложных веществ из более простых
при действий света.
Фотохимическая реакция — химическая реакция, вызываемая
действием света. ч
Фракционная перегонка — разделение жидких смесей на отдель-
ные фракции, кипящие в определенных температурных границах,
путем испарения и последующей конденсации.
Фунгициды — химические средства, применяемые для защиты
растений от заболеваний, вызываемых грибками, бактериями и
другими микроорганизмами.
Щелочи — небольшая группа растворимых в воде оснований,,
обладающих свойством изменять окраску индикаторов, вступать в
реакции солеобразования и др.; электролиты, образующие при
ионизации анионы гидроксила ОН~.
328
Химическая прополка — борьба с сорняками с помощью хими-
ческих средств (гербицидов).
Химия — отрасль естествознания, предметом которой являет-
ся изучение химических элементов и их соединений.
Экзотермическая реакция — реакция, сопровождающаяся вы-
делением тепла.
Экстрагирование — извлечение веществ из смесей с помощью
растворителей, основанное на различной растворимости компонен-
тов смеси.
Электролиз — совокупность химических процессов, протекаю-
щих на электродах при прохождении электрического тока через
растворы и расплавы электролитов.
Электролиты — проводники второго рода — растворы кислот,
щелочей и солей, в которых происходит распад молекул на ионы;
вещества, проводящие в растворенном или расплавленном состоя-
нии электрический ток.
Электрометаллургия — отрасль техники, занимающаяся восста-
новлением металлов из их окислов и получением сплавов различ-
ного состава с использованием электрической энергии как источ-
ника теплоты.
Электроочистка — очистка газов с помощью электрофильтров.
Электрофорез — движение взвешенных дисперсных частиц (на-
пример, коллоидных) в жидкой и газообразной среде под дейст-
вием внешнего электрического поля.
Электрохимия — отдел физической химии, занимающийся изу-
чением электрических воздействий на физико-химические системы
и явлений возникновения электрической энергии при химических
процессах.
Элемент химический — совокупность атомов, имеющих одина-
ковый заряд ядра.
Элементарные частицы — простейшие частицы, из которых со-
стоит вещество,— фотоны, электроны, позитроны, нейтроны, мезо-
ны и др.
Эмульсия — жидкость, в которой находятся во взвешенном со-
стоянии частицы другой жидкости.
Эндотермическая реакция — реакция, сопровождающаяся по-
глощением тепла.
Этилирование — реакция введения в молекулу органических со-
единений этильной группы (—C2Hs) вместо атома водорода.
Ядохимикаты — вещества, применяемые для химической
борьбы с вредными насекомыми, клещами, грызунами, бактерия-
ми, грибами, для уничтожения сорной растительности, а также
для предуборочного обезлиствления и подсушки растений на
корню,
329
Яды каталитические — вещества, заметно снижающие актив-
ность' катализаторов даже в том случае, когда они находятся в сме-
си в незначительном количестве.
Яды профессиональные, или производственные, — вещества,
встречающиеся в условиях производства и вызывающие при проник-
новении в организм нарушение его нормальной жизнедеятельности.
Международная система единиц СИ1
(система интернациональная)
Международная система единиц СИ представляет собой универ-
сальную систему единиц для всех областей науки, техники и народ-
ного хозяйства.
Величина Единица измерения Сокращенное обозначение единицы измерения
русское латинское или греческое
Длина Метр м ш
Масса Килограмм кг Kg
Время Секунда сек S
Сила электрического тока Ампер a А
Термодинамическая темпе- Градус °к »К
ратура Кельвина
Сила света Свеча св cd
В системе СИ единица силы — ньютон («) — сила, сообщаю-
щая телу с постоянной массой в 1 кг ускорение 1 м/сек*.
В качестве единицы давления принимается давление в 1 ньютон
на 1 квадратный метр («/№); так как эта единица давления мала,
применяют укрупненные единицы давления: 1 килоньютон на квад-
ратный метр (кн/мг) и 1 меганьютон на 1 квадратный метр (Мн/м®).
Единица измерения количества теплоты в системе СИ — уни-
версальная единица измерения работы любого вида энергии и ко-
личества теплоты — джоуль (дж, международное обозначение J) J;
, 1 дж = 10 аре = 0,38845 кал;
1 кал = 4,1868 дж.
1 Международная система единиц СИ введена в СССР с 1 ян-
варя 1963 г., ГОСТ 9867 —61.
330
Числовое значение температуры должно всегда сопровождаться
знаками, указывающими, по какой шкале определена температура.
Приставки для образования кратных и дольных
единиц
(по ГОСТу 7663-55)
Приставки Обозначение Мно- житель Приставка Обозначение Мно- житель
рус- ское между- народ- ное рус- ское меж- дуна- родное
Т ера . . . т т 1012 Деци . . д d 10-1
Г ига , . . г G 10® Санти . . С С 10-2
Мега . . . м М 10е Милли . . м m 10-з
Кило . . . к К 108 Микро . . мк и 10-“
Гекто . . . г h 102 Нано . . . н п 10-8
Дека . . . да da 10 Пико . . . п р 10-12
Примеры: килова тт — к зпг, 1 кеш = 103 в tn; 1 мего м — Мом
1 Мом — 10е ом; 1 миллилитр — мл, 1 мл = 10-8 л; 1 наносекунда —
нсек, 1 нсек =10~9 сек.
Латинские и греческие числительные
Латинские Греческие Примеры словообразований
1 unus eis
2 duo duo
3 tres tres Триада
4 quartior tessares
5 quinque pente Пентан, пентозы
6 sex hex Гексан, гексахлоран, гексаметилен
7 septem hepta Гептан, гептозы
8 okto okto Октан, октозы
9 novem ennca Нонан
10 decen deca ' Декалин
331
Греческий алфавит.
А а Л (X альфа
В Р $ ф бета
г Y / гамма
А 8 Л 8 дельта
Е 8 Е S ЭПСИЛОН
Z JZ С дзета
Н Т] Ж 7] эта
0l')Q O&G тэта
11 с7 i йота
К х J’t ж каппа
Л к Л Л ламбда
M[t Л// ми (мю)
N с4^° V ни(ню)
S £ £ £ кси
О О О О' о'микрон
П 71 ЕТС 7Г пи
Р р р ро
Esq 1 бС> сйгма
Т Т Т Т тау
Т и У V ипсилон
Ф Ср Ф (р фи
X х X хи
Фф фф ПСИ
Q ш .0 w омега
332
СПРАВОЧНИКИ
Для получения более полных сведений по химии и по вопросам
применения химии в производстве следует обратиться к перечислен-
ным ниже справочникам. Эти справочники были использованы в чис-
ле других и при составлении данной книги.
«Справочник химика», под ред. Б. П. Никольского, изд. 2,
т. 1, Госхимиздат, М., 1962; т. 11, Госхимиздат, 1963; т. III, изд-во
«Химия», 1964.
«Краткая химическая энциклопедия», изд-во «Советская энцик-
лопедия», т. I, 1961, т. II, 1963; т. III, 1964, т. IV, 1965, т. V, 1967.
В. И. Перельман, Краткий справочник химика, изд. 6,-
Госхимиздат, М., 1963.
«Единицы измерения и обозначения физико-технических вели-
чин». Справочник, изд. 2, изд-во «Недра», М., 1966.
Н. М. Барон и др., Краткий справочник физико-химиче-
ских величин, изд. 5 Химия, Л., 1967.
У. Чайлдс, Физические постоянные, Физматгиз, М.,
1961.
Дж. К э й и Т. Л э б и, Таблицы физических и химических
постоянных, Физматгиз, М., 1962.
«Физико-химические свойства элементов». Справочник под
ред. Г. В. Самсонова, изд-во «Наукова думка», Киев, 1965.
10. Ю. Л у р ь е, Справочник по аналитической химии, Госхим-
издат, М., 1962.
«Краткий справочник физико-химических величин», под ред.
К. П. Мищенко и А. А. Равделя, изд. 4, изд-во «Химия», М;—Л.,
1965.
А. И. Ш е р е ш е в с к и й, Т. П. У н а н я н ц, Г. Я. Б а-
харовский, Химические товары. Справочник, ч. I и II, изд.
2, испр. и доп., Госхимиздат, М., 1960.
«Краткий справочник металлурга», под ред. В. П. Андриано-
вой, Металлургиздат, М., 1960.
«Химизация сельского хозяйства». Научно-технический Сло-
варь-справочник под общей редакцией проф. Л. Л. Балашева и
акад.С. И. Вольфковича, изд. 2-е, изд-во «Наука», М., 1968.
П. И. Воскресенский, Начало техники лабораторных
работ, Госхимиздат, М., 1963.
П. П. К ор ж ев, Справочник но химии для учителей средней
школы, Учпедгиз, М., 1958.
333
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Абсорбция 58
Агломераты 237
Агрохимия 10, 15, 17
Адсорбция 58
Азосоединения 149
Азот 131, 220
— окислы 13, 17, 44
Азотная кислота 38, 215
---ионизация 78
-----плотность растворов 74
Активность
— восстановительная 62
— металлов, ряд 9
Алифатические соединения 145
Аллонж 264, 266
Алмаз 96
Альдегиды 147, 160, 168
Алюминий 11, 112, 235, 240
Алюминотермия 9
Аминогруппа 148
Аминокислоты 179, 180, 181
Амины 148, 165
Аммиак 17, 131, 220
— плотность растворов 76
Аммоний 32, 219,
Анабазин-сульфат 255
Ангидриды 37, 42
Анилин 13
Антинейтрино 56
Антинейтрон 57
Антипротон 57
Апатиты 209 сл.
Ареометры 314
Атомная теория 12
Атомно-молекулярное уче-
ние 32
Атомные веса 5 сл., 9, 13
Атомы 13, 35
— меченые 58
— модель 47
— радиусы 59, 63, 65
— строение 10, 18, 47, 50
Ацетилен 220
Ацетилена ряд 156
Ацетон 221 сл.
Ациклические соединения
145
Баббиты 241
Баланс производства 212
Баллоны для газов 220
Барит 206
Бария соединения ИЗ, 218 сл.
Безопасность при работе в
лаборатории 316
Белки 19, 180 сл.
Бензин 221
Бензол 18
334
Бензола ряд 157
Бертолетова соль 133
Биогеохимия 11
Бор и его соединения 114,
250
Бордосская смесь 256
Борная кислота 40, 78
Брожение 15, 19
Брома соединения 114
Бронзы 241
Бумага фильтровальная 301
Бюксы 293
Бюретки 271 сл
Вакуум-насосы 265,
Вакуум-эксикатор 267
Валентность 34
Ванадий 234
Весы 290 сл.
Взвешивание 288
Взрывы 18, 317
Винный спирт 221
Вода 13, 14, 114, 144
L — деминерализованная 283
— дистиллированная 283
— свойства 127 сл.
Водород 6, 13, 22, 53, 219
— перекись 114, 215
— свойства 90
— соединения 90 сл., 114
Водородный показатель 80,
81
Возгонка 308
Воздуха состав 143
Волокна 194 сл., 203
Вольфрам 239
Воронки 263 сл.
— Бухнера 275, 301
— делительные 309
Воронка для горячего фильт-
рования 301
— с пористой пластинкой
300
Восстановления реакции 13
Выветривание 141
Выпаривание 310
Высокоогнеупорные материа-
лы 276
Высушивание 312 сл.
Газы 9, 16, 18
— взрываемости пределы
231
— воспламенения темпера-
тура 230
— инертные 18
— объем грамм-молекулы
43
— растворимость 73
— сжиженные 18, 219 сл.
— скорость движения мо-
лекул 33 сл.
— теплотворность 230
— температура горения 230
Галогеноводороды 133
Галогенопроизводные угле-
водородов 11, 147, 157
Галогены 100, 101
Гальваническая пара 87
Гальванопластика 20
Гексахлоран 255
Геохимия 11, 19
Гербициды 256
Германий 239
Гетероауксин 258
Гиббереллины 258
Гидразины 149
Гидразоны 149
Гидразосоединения 149
Гидроокиси 39, 42, 92
Гидриды 91
Гидрирование 166, 213
Гидрогенизация 213 сл.
Гидролиз 82
Гидросфера, состав 144
Гипероны 57
335
Гипс 206
Глинозем 214, 219
Глицерин 20
Глюкоза 15
Горелка 286 сл.
Горение 14, 18
Грамм-молекула газа 43
Гранозан 256
Графит 96, 206
Гремучий газ 90
2,4-Д 257
Давление 71
ДДТ 254
Дегидрогенизация 213
Дейтерий 53, 70
Дейтон 54
Декантация 303 сл.
Деминерализатор 283
Десиканты 257
Детонация 231
Дефлегматоры^ 267
Диазосоединения 149
Диаммонийфосфат 218
Диаммофос 243
Динатрийфосфат 217
Дискретность вещества 32
Дисперсность 88, 89
Диссоциация электролитичес-
кая 9
Дистилляция 303
Дифтордихлорметан 221
Диффузия 58
4,4-Дихлордифенилтрихлор-
этан 254
2,4-Дихлорфеноксиуксусной
кислоты бутиловый эфир
257
Дихлорэтан 221
Диэтил-4-нитрофенилтио-
фосфат 255
Доломит 206
Дуралюмины 240
Дуст 254, 255
336
Ерши волосяные 282
Железа
— семейство 109 сл.
— соединения 114, 115
Железо 230
Жиры 20, 179
— гидрогенизация 213
— состав 179, 182
Зажимы 277
Закон(ы)
— Авогадро 9, 43
— Гесса 44
— кратных отношений 12,
44
— Лавуазье — Лапласа 44
— Менделеева, периоди-
ческий 44
— постоянства состава 41
— простых объемных от-
ношений 41
— сохранения массы 15, 41,
210
----энергии 210
— термохимии 43
Замещения реакции 16, 36
Зелень парижская 253
Земная кора, состав 141 сл.
Знаки химические 9, 12
Зола 248
Золото 239
Известкование почв 247
Известково-серный отвар 257
Известняк 206
Известковая мука 243
Известь
— белильная 133, 218
— гашеная 39
— хлорная 133, 218
Излучатели инфракрасные
286
Изомерия 15
Изоморфизм 61
Изопрен 18
Изотопы 53 сл.
Иминогруппа 148
Индукция электромагнит-
ная 18
Инсектициды 252
Иод 214,
Иода соединения 115
Ионизация электролитов
78, 79
Ионные радиусы 59 сл.
Кали едкое 39 —
— плотность растворов 75
Калийные соли 209
Калия соединения 115 сл.,
Кальция соединения 116, 207
Каменный уголь, продукты пе-
регонки 20
Камфара 19
Каолин 207
Капельница 271
Карбамид 173
Карбиды 16, 93
Карбонаты, растворимость 71
Карбоновые кислоты 148, 163
— реакции 170 сл.
Карбоциклические соеди-
нения 145
Карналлит 207
Катализ 12
Катализаторы 212
Каучук искусственный 12,
15
Квантовая теория света 20
Кетоны 147, 161
Кипение неорганических ве-
ществ, температура 90 сл.
Киппа аппарат 269 сл.
Кислород 20, 22
— свойства 99 сл.
Кислоты 38
— бескислородные 12
— водородная теория 12
— ионизация 78
— номенклатура 40 сл.
Классификация сложных ве-
ществ 37
Кобальт 251
Ковалентная связь 65
Колбонагреватели 285 сл.
Колба Арбузова 306
— Бунзена 264 сл., 302
— Вюрца 306
— Кляйзена 306 сл.
— конические 264
— круглодонные 268 сл.
— мерные 273 сл.
— плоскодонные 264
— Эрленмейера 264
Коллодий 20
Коллоиды 88
Колчедан 207
Комплексные соединения 19
Концентрация растворов
297 сл.
Корунд 138
Крекинг 213
Кремниевые кислоты 137
Кремния соединения 117
Криостаты 294
Кристаллизаторы 264
Кристаллизация 311
Кристаллогидраты, раствори-
мость 72
Купорос
— медный 255
— цинковый 218
Лаборант 259 сл.
Латуни 240
Лекарственные вещества 187сл.
Ле Ш ателье принцип 15, 46
Лучи при радиоактивном рас-
паде 18
337
М-1 25»
Магнезит 208,
Магний 233 сл.
Магния
— соединения 118
Марганец 20, 233 сл., 250
Марганца
— двуокись 214
— соединения 118, 134 сл.
Марганцовая руда 209
М арковникова правила 16
Масла 178
Медь 234, 240, 251
— соединения 118 сл., 218
Мезоны 57
Мел 208
Мензурки 271
Металлоорганические соеди-
нения 149
Металлургия 233
Металлы 9
— благородные 236
— классификация 236 сл.
— ряд активности 9
— напряжений 87
— цветные 236, 239
Метафосфорная кислота 131
Метиловый спирт 221
Микробиология почвы 11
Микроэлементы 249
— в живых организмах 245
— в растениях 250
Минералогия 136
Минералы 135
— анализ 11
— плотность 138
— состав 137
Мовеия 17
Молекулы 13, 32
— размеры и масса 32
— строение 67
Молибден 239, 251
Моноаммонийфосфат 218
Мооса шкала твердости 136
Мора зажим 277
Мытье химической посуды 281
Мышьяк 215
— соединения 119
Нагревание 287
Насосы водоструйные 265
Натр едкий 39, 216
— плотность растворов 75
Натрий
— соединения 120, 217
а-Нафтилуксусная кислота
259
Нейтрализации реакция 82
Нейтрино 56
Нейтрон 57
Неорганические соединения
— свойства физические
102 сл.
Нефелиновый концентрат 208
Нефть 13, 20, 229
— продукты перегонки 20
Никель 234, 238
— соединения 121
Никотин 253
Ниобий 239
Нитраты, растворимость 71
Нитрилы 148
Нитробензол 13
Нитрозосоединения 149
Нитросоединения 13,-149
— реакции 172
Номенклатура 12
— кислот и солей 40 сл.
— органических соедине-
ний 151 сл.
Нуклоны 57
Огнеупорные материалы 241
Ожоги 315
Озон 20
— свойства 100
338
Окислы 37, 42, 215
Октановое число 232
Олеум 215
Олово 234, 239
Олово свойства 122
Орбиты стационарные 48
Органические соединения
16, 19, 145
— изомеры 151
— номенклатура 151 сл.
— получения способы 171 сл.
— реакции 166 сл.
— свойства 154 сл.
— строение 10
— синтез 9
Ортофосфорная кислота 131
Осадки, промывание 302 сл.
Основания 39
— диссоциация 78
— растворимые 37
Отравления 315
Отщепления реакции 16
Палки стеклянные 281
Паратион 255
Парафины 145
Паровичок 307
Пары 308
Перегонка 305, 306
Перекиси 17, 37
Перманганат калия 218
Печи 16, 288 сл.
Пинцеты 278
Пипетки 271
— газовые 272
Пирит 207
Пироксилин 20
Пирофосфорная кислота 131
Плавиковая кислота 216
Плавление неорганических ве-
ществ, температура 112 сл.
Платина 240
= семейство 19, 111
Поглотители 314
Пожары 318
Позитрон 56
Полимеризация 213
Полимеры 193 сл.
Порезы 318
Породы горные 139 сл.
Посуда
— кварцевая 276
— мерная 271
— мытье 281
— сушка 281
— фарфоровая 276
— химическая 263
Потенциалы нормальные элек-
тродные 87
Почвы И, 143, 245, 246
Приборы электронагреватель-
ные 287
Припой 241
Пробирки 262
Пробки 278 сл.
Продукты химические 214 сл.
Прокаливание 288
Промывалки 268
Противогаз 13
Протий 54
Протоны 57
Протравители 256
Пьезоэлектричество 14
pH см. Водородный показа-
тель 79
Радий 1
Радиоактивность 12, 14
Растворение 296
Растворимость 58, 71
— газов 73
— кристаллогидратов 72
— оснований 76
— солей 72, 73, 76
Растворители 71, 220
339
Растворы 10, 16
— концентрация 296 сл.
— приготовление 297 сл.
— разбавление 298
Растения 15, 17
— средства химической за-
щиты 251
Реактивы 285
Реактор атомный 19
Реакции
— Вюрца 11
Реакции
— гетерогенные 47
— гомогенные 47
— замещения 36
— ионные 81
— кислая 82
— Кучерова 14
— нейтрализации 82
— обмена 36
— обратимые 45
— отщепления 16
— разложения 36
— скорость 46
— условия течения 9, 15
— химические 36
— цепные 18
— щелочная 82
Резерфорда — Вора модель
атома 47
Реторты 264
Ртути соединения 122
Руды железные 236
Сахара 19
Сверла для пробок 279
Свет, квантовая теория 20
Свинец 234, 239
— соединения 122
Связи химические 66
Сера 214 сл.
— молотая 255
— соединения 123, 132
Серебро 239
— соединения 123
Серная кислота 12, 39 215
— ионизация 78
— плотность растворов 74
Сернистая кислота 39
— ионизация 78
Сероводород 22
Сероводо родная кислота,
ионизация 78
Сероуглерод 221
Сетки фарфоровые 275 сл.,
300
Силикаты 40
Силумины 21
Сильвинит 209
Синтетические высокомолеку-
лярные вещества 193 сл.
Сифоны 266 сл.
Склянки промывные
— Вульфа 268 сл.
— Дрекселя 269
— Тищенко 268 сл.
Смеси охлаждающие 15, 83
Сокслета аппарат 309
Соли 217 сл.
— бертолетова 9, 217
Соли
— гидролиз 82
— глауберова 217
— ионизация 78
— каменная 209
— классификация 40
— номенклатура 40
— поваренная 209
Соляная кислота 38, 216
— ионизация 78
— плотность растворов 74
Спирт(ы) 147
— винный 221
— древесный 221
— одноатомные 158
— реакции 167
240
Сплавы 14, 209
Стаканы химические 263 сл.,
275
Сталь 235
— классификация 238
Стереохимия 10
Стимуляторы роста 258
Ступки 275, 278
Сублимация 308
Сульфаты, растворимость 71
Сульфиды, растворимость 71
Сульфокислоты 148
Сурьмы соединения 124
Сушка химической посуды
282 сл.
Тантал 239
Твердость
— шкала Мооса 136
---упрощения 137
Теклю горелка 286
Температура
— горения газов 230
— измерение 294
— кипения 112 сл.
— критическая 16
— плавления 112 сл.
Теплотворность газон 230
Термометры 294 сл.
Терморегуляторы 294
Термостаты 294
Термохимии законы 12, 13,
43
Терпены 19
Тигли 277, 278
Тиоспирты 148
Тиофос 255
Титан 234, 238
Толуол 232
Топливо 13, 228
Торф 229
Треноги 277
Тринатрийфосфат 217
Тритий 54
2,4,5 -Трихлорфеноксиуксус-
ной кислоты натриевая
соль 258
2,4,5-Трихлорфенолят меди
256
Трубки стеклянные 280
ТХФМ 256
Углеводороды 18, 29, 147, 155
— галогенопроизводные 157
— классификация 151
— реакции 167
— физические свойства
155 сл.
Углеводы 181
Углекислый газ 9
Углерод
— аллотропные модифика-
ции 96
— двуокись 44, 128
— окись 17, 44, 128
— соединения 124 сл.
— четыреххлористый 221
Уголь 15, 229
— аморфный 97
— каменный 20
Угольная кислота 39
— ионизация 78
— соли 129
Удобрения
— местные 248
— минеральные 249
Уксусная кислота
— ионизация 78
— ледяная 15
Уравнения химические
-----составление 36
Уровни
— квантовые 48
— энергетические 48
341
Фенолы 158
Ферментативная химия 9
Ферменты 19
Ферромарганец 237
Ферросилиций 237
Физическая химия 10, 17
Фильтрат 300
Фильтрование 299 сл.
Фильтры 300
Формула химическая
---вывод 34
---вычисления состава
вещества 35
Фосфаты, растворимость 71
Фосфины 149
Фосфор 212
— аллотропические видо-
изменения 98
— свойства 125
Фосфориты 210 сл.
Фосфорные кислоты 131,216
---ионизация 78
Фотон 56
Фреон-12 220
Фтор 16
— соединения 125
Фтористоводородная кисло-
та 216
Фунгициды 255
Функциональные группы
150
Химики, выдающиеся 9 сл.
Химические продукты 214 сл.
Хлор 12, 220
— соединения 125, 133
Хлориды, растворимость 71
Хлоркальциевые трубки 269
Хлорофос 255
Холодильник Либиха 264
Хром 24
— соединения 126
Хромитовая руда 29
Хромовая смесь 282
Хромомагнезит 243
Цилиндры мерные 271
Цинк 234, 239, 251
— соединения 126
Чаши
— выпарительные 275
— металлические 278
Число
— Авогадро 43
— квантовое 48
— Лошмидта 69
— октановое 232
Чугун 235, 236
Шамот 241
Шпат
— плавиковый 210
— тяжелый 206
Шпатели 275
Штатив 276
Щелочи 37, 216
Щипцы тигельные 276
Эквиваленты 13
— электрохимические 86
Эксикаторы 267 сл.
Экстрагирование 310
Электровалентная связь 66
Электродвижущая сила 87
Электролиз 58
— законы 18, 84
Электролитическая диссоци-
ация, см. Ионизация электро-
литическая
Электролиты 79
— ионизация 78
Электроны 56
— связь с ядром 64
Электропроводность раство-
ров 13, 17
342
Элементарные яастицы 56
Элементы химические 5 сл.
---I группы 91, 102
---II группы 92, 103
---III группы 94, 105
—— IV группы 95, 106
---V группы 96, 106
---: VI группы 99, 107
---VII группы 100, 108
---нулевая группа 49, 102
----периодический закон
44
---VIII группа 60
--- понятие 10
---- хронология открытия
21 сл.
Этилен 220
Этилена ряд 155
Этиленгликоль, температу-
ра замерзания растворов
158
Этиловый спирт 221
Этиловый эфир 222
Эфиры
— простые 147
— сложные 165, 170
Ядохимикаты 252
Ядра атомов 56
Ятрохимия 17
СОДЕРЖАНИЕ
К учащимся............................................. 3
Общая химия
Таблица химических элементов .......................... 5
Содержание элементов во вселенной ..................... 8
Выдающиеся химики мира ................................ 9
Хронология открытия химических элементов ............. 21
Атомно-молекулярное учение ........................... 32
Размеры и масса атомов и молекул ...................... —
Важнейшие валентности некоторых элементов............. 34
Вывод химической формулы вещества по данным анализа . . —
Вычисление состава вещества по их формулам............ 35
Составление химических уравнений ..........•.......... 36
Виды химических реакций................................ —
Классификация сложных веществ......................... 37
Виды окис лов........................................ —
Важнейшие кислоты .................................... 38
Важнейшие основания................................... 39
Номенклатура кислот и средних солей................... 40
Основные законы химии................................. 41
Связь между классами кислородных соединений........... 42
Основные законы термохимии .......................... 44
Периодический закон Д. И. Менделеева.................. 45
Химическое равновесие.................................. —
Температура разложения твердых веществ при различном
давлении.............................................. 46
Скорость химических реакций ........................... —
Строение атомов. Модель атома Резерфорда — Бора .... 47
Число элементов в периодах и распределение электронов в
атомах нулевой группы................................ 49
344
Число электронов по подгруппам при различных квантовых
уровнях ................................................ 49
Электронные конфигурации атомов ....................... 50
Атом водорода (сравнительные данные) ................... 52
Изотопы водорода ....................................... 53
Изотопы некоторых элементов, обнаруживаемые на Земле . . 54
Относительное содержание изотопов некоторых элементов в
земной коре ........................................, . 55
Различные ступени дискретного состояния материи .... —
Некоторые элементарные частицы.......................... 56
Приемы записи ядерных реакций ......................... 57
Применение меченых атомов ............................... —
Атомные и ионные радиусы ............................... 58
Изменение атомных и ионных радиусов элементов в группах
и периодах ............................................ 62
Связь электронов с ядром в атомах (в зависимости от поло-
жения их в периодической системе) ...................... 63
Закономерности изменения свойств элементов (в зависимости
от места их в периодической системе) ................... 64
Виды химических связей ................................. 65
Строение многоатомных молекул ......................... 66
Электроотрицательность ................................. 67
Правила электронного смещения ........................... —
Шкала элекроотрицательности . ........................... —
Вывод формул соединений, в которых электроположитель-
ный элемент проявляет свою валентность................... ~
Формулы и названия соединений ........................... 68
Водородные соединения главных подгрупп ................... —
Аллотропные модификации неметаллов ....................... —
Строение аллотропных модификаций неметаллов.............. 69
Растворы,................................................ 71
Растворимость солей в воде (качественная характеристика) —
Растворимость некоторых солей в воде (в граммах безводного
вещества) ....................................... . ,. 72
Растворимость кристаллогидратов в воде .................. —
Растворимость в воде некоторых малорастворимых солей
(в граммах безводного вещества) ...................... 73
Растворимость газов в воде .............................. —
Изменение растворимости газов с повышением температуры —
Плотность и процентная концентрация растворов азотной
кислоты ................................................ 74
Плотность и процентная концентрация растворов серной кис-
лоты ................................................... ~~
345
Плотность и процентная концентрация растворов соляной
кислоты .............................................. 75
Плотность и процентная, концентрация растворов едкого кали
и едкого натра ....................................... —
Плотность и процентная концентрация растворов аммиака . . 76
Таблица растворимости некоторых оснований и солей в воде —
Степень ионизации электролитов ........................ 78
Водородный показатель ................................. 79
Водородный, показатель сильных кислот и оснований ... 81
pH некоторых жидких компонентов человеческого организма —
Условия, при которых ионные реакции протекают до конца. —
Гидролиз солей ........................................ 82
Соли, применяемые для охлаждения ...................... 83
Охлаждающие смеси . . .................................. —
Законы электролиза .................................... 84
Примеры электролиза .................................... —
Электрохимические эквиваленты ......................... 86
Электрохимический ряд активности металлов .............. —
Ряд напряжений металлов ............................... 87
Дисперсные системы .................................... 88
Неорганическая химия
Свойства элементов.................................... 90
Физические и химические свойства водорода .............. —
Физические и химические свойства элементов главной под-
группы 1 группы ....................................... 91
Физические и химические свойства элементов главной под-
группы П группы ....................................... 92
Физические и химические свойства элементов главной под-
группы III группы .................................... 94
Физические и химические свойства элементов главной под-
группы IV группы ...................................... 95
Аллотропные модификации углерода ................... 96
Физические и химические свойства элементов главной под-
группы V Группы ....................................... 97
Физические и химические свойства элементов главной под-
группы VI группы ...................................... 99
Свойства кислорода и озона ........................... 100
Физические и химические свойства галогенов ............. —
Физические свойства элементов нулевой группы ......... 102
Физические и химические свойства элементов побочной под-
группы I группы ....................................... —
346
Физические и химические свойства элементов побочной под-
группы II группы ............................ . . 103
Физические и химические свойства элементов побочной под-
группы III группы......................... . . . 105
Физические и химические свойства элемецтов побочной под-
группы IV группы . ............................ . . 106
Физические и химические свойства элементов побочной под-
Физические и химические свойства элементов побочной под-
группы VI группы ................................... 107
Физические и химические свойства элементов побочной под-
группы VII группы .................................. 108
Физические и химические свойства элементов семейства же-
леза .............................................. 109
Физические и химические свойства семейства платиновых
металлов ........................................... 111
Физические свойства важнейших неорганических соединений 112
Сопоставление свойств обыкновенной и тяжелой воды ... 127
Температура кипения воды при различных давлениях ... —
Плотность воды при разных температурах ............. 128
Давление паров воды при различных температурах ....
Свойства окиси и двуокиси углерода ................... —
Важнейшие соли угольной кислоты .................... 129
Кремниевые кислоты .............................. . 130
Строение атомов и валентность азота в аммиаке и окислах. 131
Фосфорные кислоты . .................................. —
Свойства двуокиси и трехокиси серы................. 132
Физические свойства галогеноводородов............... 133
Наиболее важные кислородные соединения хлора.......... —
Кислородные кислоты хлора ............................. 134
Влияние изменения валентности марганца на свойства его
соединений ........................................... —
Минералы и горные породы ......... ................. 135
А. Минералы ............................................ —
Шкала твердости Мооса .............................. 136
Упрощенная шкала твердости ......................... 137
Некоторые минералы и их состав ......................... —
Плотность некоторых минералов ...................... 138
Б. Горные породы ................................... 139
Классификация горных пород по их происхождению ... —
Важнейшие горные породы ............................ 140
Основные факторы химических процессов выветривания . . 141
Минералогический состав земной коры .................... —
347.
Классификация магматических горных пород ......... 142
Относительное содержание горных пород в земной коре ... —
Относительное содержание элементов в земном шаре .... —
Состав воздуха ................................... 143
Химическое выветривание минералов почвы .......... —
Состав гидросферы по А. Е. Ферсману . ............ 144
Средний солевой состав воды океанов .......... —
Органическая химия
Классификация органических соединений .......... 145
Классификация углеводородов ........................ 150
Число возможных изомеров органических соединений ... 151
Международная номенклатура органических соединений . . —
Физические свойства органических соединений ........ 154
Предельные неразветвленные углеводороды .............. —
Температуры кипения гексанов различного строения .... 155
Углеводороды ряда этилена ........................... —
Углеводороды ряда ацетилена ........................ 156
Галогенопроизводные предельных углеводородов .... —
Ароматические углеводороды ряда бензола ............ 157
Предельные одноатомные спирты нормального строения . . 158
Температуры замерзания водных растворов этиленгликоля —
Фенолы ............. ................................. —
Альдегиды ...................................... 160
Кетоны ..............................'.......... 161
Предельные одноосновные карбоновые кислоты нормального
строения ..................................... 162
Двухосновные карбоновые кислоты ................ 163
Непредельные карбоновые кислоты ............ . 164
Сложные эфиры ...................................... 165
Предельные амины .............................. . —
Одноосновные аминокислоты . ,..................... —
Некоторые реакции органических веществ .............. 166
Способы получения важнейших органических веществ ... 171
Жира ............................................... 178
Среднее содержание жира в семенах и плодах различных
растений ......................................... —
Кислотный состав животных жиров . ................ —
Кислотный состав растительных масел .............. —
Аминокислота и белки .................. 179
Некоторые аминокислоты из числа постоянно встречающих-
ся в составе белков .................................
34§
Аминокислотный состав некоторых белков .............
Возможное число сочетаний аминокислот ..............
Элементарный состав жиров, углеводов и белков ......
Важнейшие гетероциклические соединения..............
Пятичленные гетероциклы.......................
Шестичленные гетероциклы.......................... . .
Конденсированные гетероциклические системы.......... .
Нуклеиновые кислоты .............................. . .
Производные пиримидина..............................
Производные пурина................................
Углеводная часть нуклеотидов ................ . . . .
Нуклеотиды, входящие в состав нуклеиновых кислот . . .
Рибонуклеотиды .....................................
Строение дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот.
Некоторые лекарственные вещества .............
Синтетические высокомолекулярные вещества . .......
Влияние функциональных групп на свойства полимеров . .
Физико-механические свойства природных, искусственных и
синтетических волокон ........................... .
Химия и производство
Химическая промышленность ...............
Основные направления развития ......................
Рост производства некоторых видов химических продуктов
Важнейшие виды минерального сырья, их состав и области
применения .........................................
Использование закона сохранения массы и энергии для про-
изводственных расчетов ........................ .
Примерный упрощенный материальный баланс производства
1 т аммиака ......................................
Тепловой баланс производства 1 т фосфора ...... .
Катализаторы некоторых промышленных реакций . . . . ^
Важнейшие химические продукты ................• .
Газы и их применение ...............................
Окраска баллонов с сжатыми или сжиженными Тазами и
цвет надписей на баллонах ........................
Оптимизация управления химическими реакциями на про-
изводстве ..........................................
Некоторые закономерности управления химическими реак-
циями ..............................................
Модельные реакции ......
Состав некоторых катализаторов ........................ 228
Топливо ...... ................... —
Изменение структуры топливной промышленности в СССР . 229'
Рост добычи топлива в СССР............................... —
Мировое потребление основных энергоресурсов.............. —
Состав горючей массы ископаемого твердого и жидкого топ-
лива ............................................... 230
Высшая теплотворность твердого топлива ................. —
Температура воспламенения газов в воздухе ............ 231
Теплотворность и теоретические температуры горения газов —
Пределы взрываемости газов и паров .................... 232
Антидетонационные свойства топлив для карбюраторных
двигателей ............................................ —
Октановые числа углеводородов ......................... 233
Металлургия ........................................... 234
Применение металлов ..................................... —
Рост производства черных металлов ..................... 236
Промышленная классификация металлов...................... —
Руды .................................................. 237
Железные руды ........................................... —
Агломераты ............................................. —
Примерный химический состав черных металлов ............. —
Классификация сталей по химическому составу............ 239
Углеродистые стали....................................... —
Легированные стали.......................'.............. —•
Физические свойства цветных металлов..................... —
Важнейшие сплавы цветных металлов ..................... 240
Некоторые огнеупорные материалы........................ 242
Мировое потребление минеральных удобрений.............. 243
Рост производства минеральных удобрений в СССР........... —
Минеральные удобрения.................................. 244
Средний химический элементарный состав живых организ-
мов ................................................ 246
Поставка минеральных удобрений сельскому хозяйству . . >—
Подразделение почв по степени кислотности ............... —
Оптимальное значение pH почвы для развития растений . . 247
Схема ионообмена в почве................................. —
Прибавка урожая от известкования ...................... 248
Нормальные дозы извести.................................. —
Элементарный состав почв по В. И. Вернадскому............ —
Состав местных удобрений и равноценность их минеральным
удобрениям.......................................... 249
Прирост урожая от впесения минеральных удобрений ... —
350
Прибавка урожая от минеральных удобрений на различных
типах почв СССР ...................................... 250
Содержание питательных элементов в зерне и соломе расте-
ний при уборке урожая с 1 га........................... —
Микроэлементы........................................... —
Содержание микроэлементов в растениях ............... 251-
Химические средства защиты растений — пестициды .... 252
Химические специальности
Квалификационная характеристика ............ 260
Лаборант химической лаборатории........................
Техника лабораторных работ
Химическая посуда и другие принадлежности ........ 263
Стеклянная посуда .................................... —•
А. Посуда общего назначения ....................... —>
Б. Посуда специального назначения ................. 267
В. Мерная посуда ................................. 271
Химическая посуда из новых материалов .............. 274
Фарфоровая посуда .................................. 275
Высокоогнеупорные материалы ......................... 277
Кварцевая посуда ...................................... —
Металлическое оборудование ........................... —.
Пробки .............................................. 279
Трубки и стеклянные палки .......................... 281
Мытье и сушка химической посуды ..................... 282
Дистиллированная и деминерализованная вода ..... 284
Реактивы .......................................... 285
Нагревание ......................................... 288
Прокаливание ........................................ 289
Весы и взвешивание .................................
Измерение температуры................................. 295
Растворение ......................................... 296
Расчеты при приготовлении растворов процентной концент-
рации .......................................... . . 297
Расчеты при приготовлении растворов нормальной концент-
рации ................................................ 298
Разбавление растворов ................................ 299
Фильтрование .......................................... —•
Дистилляция, или перегонка ........................... 306
Сублимация, или возгонка ............................. 309
Экстрагирование ...................................... 310
Выпаривание........................................... 311
Кристаллизация ....................................... 312
351
Высушивание . .................................... 313
Определение плотности ............................ 314
О безопасности при работе в химической лаборатории . . . 316
Отравления ......................................... —
Ожоги............................................ Гт
Взрывы ........................................... 318
Порезы .................................................. 319
Пожары................................................. ~'
Приложения .............................................. 320
Краткий словарь химических терминов ................ —
Международная система единиц СИ.......................... 330
Приставки для образования кратных и дольных единиц . . . 331
Латинские и греческие числительные............. . —
Греческий алфавит ....................................... 332
Справочники.............................................. 333
Предметный указатель .................................... 334
СПРАВОЧНИК по химии
Редактор О. П. Федорович. Переплет Ю. П. Тараканова.
Художественный редактор А. В. Сафонов. Технический редактор В. Ф.
Ко ск ин а. Корректор О. М. Захарова. Сдано в набор 2.IX 1966 г.
Подписано к печати 10.1П 1970 г. 70Х108'/з2. Бумага тип. № 1. Печ. л. 11,0.
Усл. печ. л. 15,4. Уч.-изд. л. 15,44. Тираж 100 тыс. экз. (Пл. 1970 г. № 247)
А 11524. Заказ № 577. Издательство «Просвещение» Комитета по печати при
Совете Министров РСФСР. Москва, 3-й проезд Марьиной Рощи, 41. Отпеча-
тано с матриц Саратовского полиграфкомбината в типографии издательства
«Таврида» Крымского ОК КПУ, Симферополь, проспект Кирова, 32/1. Зак. 117’
Цена без переплета 39 к., переплет 15 к.